JP2024506856A - Thermal conductive microtubes for even distribution of heat flux in cooling systems - Google Patents

Thermal conductive microtubes for even distribution of heat flux in cooling systems Download PDF

Info

Publication number
JP2024506856A
JP2024506856A JP2023546526A JP2023546526A JP2024506856A JP 2024506856 A JP2024506856 A JP 2024506856A JP 2023546526 A JP2023546526 A JP 2023546526A JP 2023546526 A JP2023546526 A JP 2023546526A JP 2024506856 A JP2024506856 A JP 2024506856A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
microtubes
pcb assembly
heat plate
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023546526A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
マノーサキス,イオアンニス
アリサ,フサム・アタッラーフ
キーン,ニコラス・アンドリュー
ラマクリシュナン,バラース
Original Assignee
マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー filed Critical マイクロソフト テクノロジー ライセンシング,エルエルシー
Publication of JP2024506856A publication Critical patent/JP2024506856A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/203Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures by immersion
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/44Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements the complete device being wholly immersed in a fluid other than air
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/205Heat-dissipating body thermally connected to heat generating element via thermal paths through printed circuit board [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20509Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20518Unevenly distributed heat load, e.g. different sectors at different temperatures, localised cooling, hot spots
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • F28D2021/0029Heat sinks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06Thermal details
    • H05K2201/064Fluid cooling, e.g. by integral pipes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

電子機器冷却システムは、ベースに接続された発熱部品を有するプリント回路基板(PCB)アセンブリを含む。複数の熱伝導性マイクロチューブは、PCBアセンブリに第1の空間密度で接続される。複数の熱伝導性マイクロチューブは、冷却システムのヒートプレートに第2の空間密度で接続され、PCBアセンブリの熱流束をヒートプレートに均一に広げる。The electronics cooling system includes a printed circuit board (PCB) assembly having heat generating components connected to a base. A plurality of thermally conductive microtubes are connected to the PCB assembly at a first spatial density. A plurality of thermally conductive microtubes are connected to the heat plate of the cooling system at a second spatial density to uniformly spread the heat flux of the PCB assembly to the heat plate.

Description

[0001]コンピュータの冷却は、コンピュータシステム内のシステム構成要素によって発生する廃熱を除去して、構成要素を許容動作温度範囲内に維持するプロセスである。 [0001] Computer cooling is the process of removing waste heat generated by system components within a computer system to maintain the components within acceptable operating temperature ranges.

コンピュータの構成要素は動作温度以下で動作するように最適化されていることがあり、および/または過熱されると一時的な誤動作または永久的な故障が発生する可能性があるため、冷却は重要である。 Cooling is important because computer components may be optimized to operate below operating temperature and/or may cause temporary malfunction or permanent failure if overheated. It is.

[0002]データセンタは、コンピュータシステムおよび関連構成要素を収容するために使用される物理的施設である。データセンタは、通常、多数のコンピューティングデバイス(例えば、サーバ)を含み、これらのデバイスは、列に配置されたラックに積み重ねられることがある。コロケーションセンターは、機器、スペース、ネットワーク帯域幅を顧客にレンタルできるデータセンタの一種である。 [0002] A data center is a physical facility used to house computer systems and related components. Data centers typically include a large number of computing devices (eg, servers) that may be stacked in racks arranged in rows. A colocation center is a type of data center where equipment, space, and network bandwidth can be rented to customers.

[0003]データセンタは、通常、データセンタ内のコンピューティングデバイスが指定された温度制限内で動作し続けることを可能にする冷却システムを含む。多くのコンピューティングデバイスは、システム構成要素の冷却に空気を使用するため、データセンタは、熱を外部環境に伝達するために空気ベースの冷却技術を利用する必要がある。空気は比熱容量が小さいため、1ワットの熱を除去するために大量の空気を必要とする。空気ベースの冷却技術には、コンピュータルーム空調(CRAC)ユニット、空調コンプレッサ、空気循環ファン、ダクト工事、エアハンドラ、除湿機などの高価なインフラ部品が必要になることが多い。 [0003] Data centers typically include a cooling system that allows computing devices within the data center to continue operating within specified temperature limits. Because many computing devices use air to cool system components, data centers must utilize air-based cooling techniques to transfer heat to the external environment. Since air has a small specific heat capacity, a large amount of air is required to remove one watt of heat. Air-based cooling technologies often require expensive infrastructure components such as computer room air conditioning (CRAC) units, air conditioning compressors, air circulation fans, ductwork, air handlers, and dehumidifiers.

[0004]データセンタの管理における課題の1つは、スペースと電力の適切なバランスを達成することである。さまざまな理由から、電力密度はここ数年で大幅に増加している。しかし、サーバラックの熱密度が高くなり、冷却のためにより大量の空気を必要とするようになると、空気を使用する従来の冷却のコストとロジスティクスはますます困難になる。 [0004] One of the challenges in data center management is achieving the right balance of space and power. For various reasons, power density has increased significantly in recent years. However, as server racks become more thermally dense and require larger volumes of air for cooling, the cost and logistics of traditional cooling using air become increasingly difficult.

[0005]一部のデータセンタでは、コンピューティングデバイスが、作動流体または熱伝達流体と呼ばれることがある、熱伝導性で電気的に絶縁された誘電体流体中に浸漬される液浸冷却技術を利用している。液浸冷却システムでは、少なくとも1つの容器(タンクなど)が作動流体で満たされ、コンピューティングデバイスが容器に入れられる。本明細書では、容器を浸漬槽と呼ぶことがある。作動流体は空気よりも高い熱容量を持つので、所定の熱負荷に対して必要な流体体積は少なくなる。熱は、作動流体を循環させて高温の部品に直接接触させ、熱交換器を通して廃熱を移動させ、最終的に外部環境に放出することによってコンピューティングデバイスから除去される。液浸冷却に適した流体は、システムまたはシステム構成要素の電気的特性を大きく変えることなく、通電している電子構成要素と安全に接触できるように、非常に優れた絶縁特性を持っている。液浸冷却は、オペレータが空冷インフラストラクチャを排除してエネルギー使用量を大幅に削減できるため、データセンタの一般的な冷却ソリューションになる可能性がある。 [0005] Some data centers employ immersion cooling techniques in which computing devices are immersed in a thermally conductive, electrically insulating dielectric fluid, sometimes referred to as a working fluid or a heat transfer fluid. We are using. In an immersion cooling system, at least one container (such as a tank) is filled with a working fluid and a computing device is placed in the container. In this specification, the container may be referred to as a dipping tank. Since the working fluid has a higher heat capacity than air, less fluid volume is required for a given heat load. Heat is removed from a computing device by circulating a working fluid into direct contact with hot components, moving waste heat through a heat exchanger, and finally releasing it to the external environment. Fluids suitable for immersion cooling have very good insulating properties so that they can be safely contacted with live electronic components without significantly changing the electrical properties of the system or system components. Immersion cooling has the potential to become a popular cooling solution for data centers because it allows operators to eliminate air cooling infrastructure and significantly reduce energy usage.

[0006]大まかに言えば、液浸冷却技術には、単相液浸冷却と二相液浸冷却の2種類がある。 [0006] Broadly speaking, there are two types of immersion cooling technology: single-phase immersion cooling and two-phase immersion cooling.

[0007]単相液浸冷却システムでは、作動流体は状態変化せず、常に液状のままである。一部の実装では、作動流体は、冷却されるコンピューティングデバイスの中、コンピューティングデバイスを介して、およびコンピューティングデバイスの周囲に、誘電体冷却剤を送り込むことによって能動的に循環され、冷却剤によって吸収された熱を、ラジエータ、ドライクーラ、液体対液体熱交換器、または冷却塔などの熱除去デバイスに伝達することができる。あるいは、作動流体は、加熱された冷却剤の自然対流によって、熱除去デバイスまで受動的に循環させることもできる。 [0007] In a single-phase immersion cooling system, the working fluid does not change state and always remains in a liquid state. In some implementations, the working fluid is actively circulated by pumping a dielectric coolant into, through, and around the computing device to be cooled; The heat absorbed by can be transferred to a heat removal device such as a radiator, dry cooler, liquid-to-liquid heat exchanger, or cooling tower. Alternatively, the working fluid may be passively circulated to the heat removal device by natural convection of heated coolant.

[0008]二相液浸冷却システムでは、作動流体の気化熱と比熱容量特性が冷却に利用される。作動流体は、一般に、コンピューティングデバイスを取り囲む流体によって吸収された熱が、作動流体の一部を沸騰させるか、気体に気化させ、それによって、作動流体の相変化が、コンピューティングデバイスから熱を運び去ることを可能にするように、比較的低い沸点を有する。作動流体の沸騰によって発生した蒸気は、流体プールの上方に上昇し、作動流体の沸点よりも低温の凝縮器に接触する。これにより蒸気は凝縮して液体に戻り、流体プールに落下する。 [0008] In two-phase immersion cooling systems, the heat of vaporization and specific heat capacity characteristics of the working fluid are utilized for cooling. The working fluid typically has heat absorbed by the fluid surrounding the computing device that causes a portion of the working fluid to boil or vaporize into a gas such that a phase change in the working fluid removes heat from the computing device. It has a relatively low boiling point, allowing it to be carried away. Steam generated by boiling of the working fluid rises above the fluid pool and contacts a condenser at a temperature below the boiling point of the working fluid. This causes the vapor to condense back into liquid and fall into the fluid pool.

[0009]凝縮器を適切な温度に維持するために、冷たい液体を凝縮器に圧送することがある。したがって、二相液浸冷却システムは、システム内の凝縮器を通して冷却液体を圧送するように構成された1つまたは複数の凝縮器ポンプを含み得る。 [0009] To maintain the condenser at the proper temperature, cold liquid may be pumped into the condenser. Accordingly, a two-phase immersion cooling system may include one or more condenser pumps configured to pump cooling liquid through a condenser within the system.

[0010]モデムコンピューティングシステムは、典型的には、PCBアセンブリを形成するプリント回路基板(PCB)上に設置された1つまたは複数のコンピューティング要素を含む。1つまたは複数のコンピューティング要素は、ダイとして組み立てられ、はんだ付けまたは他の接続機構などによってPCBベースに接続され得る。PCBアセンブリは、1つまたは複数の「コア」、または異なるタスクを扱うことができるプロセッサ、ならびにメモリ、通信要素、任意の他の回路、およびそれらの組み合わせなどの任意の他のコンピューティング要素を含み得る。状況によっては、PCBアセンブリは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)を含み得る。ASICは、多くの場合、特定のタスクを最適に(また可能性としては排他的に)実行するためにPCB上の回路のカスタマイズされた組み合わせを含む。ASICを特定のタスクに合わせてカスタマイズすることで、チップのサイズを小さくすることができる。 [0010] Modem computing systems typically include one or more computing elements mounted on a printed circuit board (PCB) forming a PCB assembly. One or more computing elements may be assembled as a die and connected to the PCB base, such as by soldering or other attachment mechanisms. A PCB assembly includes one or more "cores," or processors that can handle different tasks, as well as any other computing elements such as memory, communication elements, any other circuitry, and combinations thereof. obtain. In some situations, a PCB assembly may include one or more application specific integrated circuits (ASICs). ASICs often include a customized combination of circuits on a PCB to optimally (and potentially exclusively) perform a particular task. By customizing ASICs for specific tasks, chip size can be reduced.

[0011]PCBアセンブリ上の各要素は、熱を発生する可能性がある。しかし、PCBアセンブリ上の種々の素子は、使用中に同じ量の熱を発生しない場合がある。例えば、CPUと通信要素を有するASICでは、CPUは通信要素よりも多くの熱を発生する可能性がある。状況によっては、PCBアセンブリ(PCBアセンブリの全体またはPCBアセンブリの単一のコンピューティング要素のいずれか)によって発生する熱は、冷却システムの冷却能力よりも大きい場合がある。別の言い方をすると、冷却システムは、PCBアセンブリの1つまたは複数のコンピューティング要素の動作温度を維持できない場合がある。例えば、二相液浸冷却の場合、PCBアセンブリ(またはPCBアセンブリの1つのコンピューティング要素)によって発生する熱は、PCBアセンブリに対して作動流体が交換されるよりも早く作動流体を沸騰させる可能性がある。これは、熱を吸収するためにコンピューティング要素と接触している作動流体がない「ドライアウト」状態になる可能性がある。ドライアウト状態は、PCBアセンブリの動作温度の上昇をもたらす可能性があり、PCBアセンブリの要素の性能低下および/または損傷につながる可能性がある。 [0011] Each element on a PCB assembly can generate heat. However, various elements on a PCB assembly may not generate the same amount of heat during use. For example, in an ASIC that has a CPU and communication elements, the CPU may generate more heat than the communication elements. In some situations, the heat generated by the PCB assembly (either the entire PCB assembly or a single computing element of the PCB assembly) may be greater than the cooling capacity of the cooling system. Stated another way, the cooling system may not be able to maintain the operating temperature of one or more computing elements of the PCB assembly. For example, in the case of two-phase immersion cooling, the heat generated by the PCB assembly (or one computing element of the PCB assembly) can cause the working fluid to boil faster than it is exchanged to the PCB assembly. There is. This can result in a "dry out" condition where there is no working fluid in contact with the computing elements to absorb heat. Dryout conditions can result in increased operating temperatures of the PCB assembly, which can lead to degraded performance and/or damage to components of the PCB assembly.

[0012]ドライアウト状態を防ぐために、PCBアセンブリは、冷却システムと接触する(例えば、液浸冷却システムの作動流体と接触する)ヒートスプレッダを含み得る。ヒートスプレッダは、ダイ上のコンピューティング要素から熱を吸収し、より大きな表面積に拡散する熱伝導性プレートであってもよい。しかし、ダイ上の熱が広がる表面積を増やすには、ヒートスプレッダの厚みを増やす必要がある。ヒートスプレッダの厚みを増加させることは、PCBアセンブリの熱抵抗を増加させ、その結果、PCBアセンブリの動作温度が高くなる。したがって、ヒートスプレッダの使用は、PCBアセンブリから分配可能な熱量を制限する可能性がある。 [0012] To prevent dryout conditions, the PCB assembly may include a heat spreader in contact with the cooling system (eg, in contact with the working fluid of an immersion cooling system). The heat spreader may be a thermally conductive plate that absorbs heat from the computing elements on the die and spreads it over a larger surface area. However, increasing the surface area on the die for heat to spread requires increasing the thickness of the heat spreader. Increasing the thickness of the heat spreader increases the thermal resistance of the PCB assembly, resulting in higher operating temperatures of the PCB assembly. Therefore, the use of a heat spreader can limit the amount of heat that can be distributed from the PCB assembly.

[0013]背景技術のセクションの主題は、本明細書に開示される主題の全体的な状況の概要を提供することを意図している。背景技術のセクションで議論された主題は、単に背景技術のセクションで言及された結果として先行技術であると仮定されるべきではない。同様に、背景技術のセクションで言及された、または背景技術のセクションの主題に関連する問題は、先行技術において以前に認識されていたと仮定すべきではない。 [0013] The subject matter of the Background section is intended to provide an overview of the general context of the subject matter disclosed herein. Subject matter discussed in the Background section should not be assumed to be prior art merely as a result of being mentioned in the Background section. Similarly, it should not be assumed that problems mentioned in the background section or related to the subject matter of the background section have been previously recognized in the prior art.

[0014]本開示の一態様に従って、少なくとも1つの発熱部品を含むプリント回路基板(PCB)アセンブリを含む電子機器冷却システムが開示される。電子機器冷却システムはまた、ヒートプレートを含む冷却システムを含む。電子機器冷却システムはまた、それぞれが第1の端部と第2の端部とを有する複数のマイクロチューブを含む。第1の端部は、第1の空間密度でPCBアセンブリに接続され、第2の端部は、第2の空間密度でヒートプレートに接続される。 [0014] In accordance with one aspect of the present disclosure, an electronics cooling system is disclosed that includes a printed circuit board (PCB) assembly that includes at least one heat generating component. Electronics cooling systems also include cooling systems that include heat plates. The electronics cooling system also includes a plurality of microtubes each having a first end and a second end. The first end is connected to the PCB assembly at a first spatial density and the second end is connected to the heat plate at a second spatial density.

[0015]発熱部品はプロセッサであり得る。 [0015] The heat generating component may be a processor.

[0016]冷却システムは、二相液浸冷却システムであり得る。 [0016] The cooling system may be a two-phase immersion cooling system.

[0017]第1の空間密度は、第2の空間密度よりも大きくてもよい。 [0017] The first spatial density may be greater than the second spatial density.

[0018]複数のマイクロチューブは、銅よりも高い熱伝導率を有してもよい。 [0018] The plurality of microtubes may have a higher thermal conductivity than copper.

[0019]複数のマイクロチューブは、アニールされた熱分解グラファイトで形成されてもよい。 [0019] The plurality of microtubes may be formed of annealed pyrolytic graphite.

[0020]ヒートプレートは、第1のヒートプレートであってよく、PCBアセンブリの第1の側に配置されてよい。システムは、PCBアセンブリの第2の側に位置する第2のヒートプレートをさらに含み得る。複数のマイクロチューブの少なくとも一部は、PCBアセンブリを通って第2のヒートプレートに配線されてもよい。 [0020] The heat plate may be a first heat plate and may be disposed on a first side of the PCB assembly. The system may further include a second heat plate located on a second side of the PCB assembly. At least a portion of the plurality of microtubes may be routed through the PCB assembly to the second heat plate.

[0021]複数のマイクロチューブの一部は、PCBアセンブリのベース内のボアを通って配線されてもよい。 [0021] A portion of the plurality of microtubes may be routed through a bore in the base of the PCB assembly.

[0022]複数のマイクロチューブの少なくとも一部は、遠隔位置に配線されてもよい。 [0022] At least some of the plurality of microtubes may be wired to a remote location.

[0023]本開示の別の態様に従って、発熱部品を含むプリント回路基板(PCB)と、ヒートプレートを含む冷却システムとを含む電子機器冷却システムが開示される。電子機器冷却システムはまた、それぞれが第1の端部と第2の端部とを有する複数のマイクロチューブを含む。第1の端部はPCBに接続され、第2の端部はヒートプレートに接続される。 [0023] In accordance with another aspect of the present disclosure, an electronics cooling system is disclosed that includes a printed circuit board (PCB) that includes heat generating components and a cooling system that includes a heat plate. The electronics cooling system also includes a plurality of microtubes each having a first end and a second end. The first end is connected to the PCB and the second end is connected to the heat plate.

[0024]冷却システムは、二相液浸冷却システムであってもよい。 [0024] The cooling system may be a two-phase immersion cooling system.

[0025]複数のマイクロチューブは、第1の空間密度で発熱部品に接続され、第2の空間密度でヒートプレートに接続されてもよい。第1の空間密度は第2の空間密度よりも大きくてもよい。 [0025] The plurality of microtubes may be connected to the heat generating component at a first spatial density and connected to the heat plate at a second spatial density. The first spatial density may be greater than the second spatial density.

[0026]複数のマイクロチューブは、銅よりも高い熱伝導率を有し得る。 [0026] The microtubes may have a higher thermal conductivity than copper.

[0027]複数のマイクロチューブは、アニールされた熱分解グラファイトで形成されてもよい。 [0027] The plurality of microtubes may be formed of annealed pyrolytic graphite.

[0028]PCBは、第1の側と、第1の側の反対側の第2の側とを含むことができる。発熱部品は第1の側に配置されてもよく、ヒートプレートは第2の側に配置されてもよい。 [0028] The PCB can include a first side and a second side opposite the first side. The heat generating component may be placed on the first side and the heat plate may be placed on the second side.

[0029]複数のマイクロチューブの少なくとも一部は、遠隔位置に配線されてもよい。 [0029] At least some of the plurality of microtubes may be wired to a remote location.

[0030]本開示の別の態様に従って、プリント回路基板(PCB)アセンブリを含む電子機器冷却システムが開示される。PCBアセンブリは、ベースと、ベースに接続された第1の発熱部品とを含む。第1の発熱部品は、第1の熱流束を有する。PCBアセンブリはまた、ベースに接続された第2の発熱部品を含む。第2の発熱部品は、第1の熱流束とは異なる第2の熱流束を有する。システムはまた、ヒートプレートを含む冷却システムを含む。システムはまた、第1の発熱部品からヒートプレートまで延びる第1の複数の熱伝導性マイクロチューブを含む。第1の複数の熱伝導性マイクロチューブは、第1の空間密度で第1の発熱部品に接続され、ヒートプレートの空間密度でヒートプレートに接続される。システムはまた、第2の発熱部品からヒートプレートまで延びる第2の複数の熱伝導性マイクロチューブを含む。第2の複数の熱伝導性マイクロチューブは、第2の空間密度で第2の発熱部品に接続され、ヒートプレート空間密度でヒートプレートに接続される。 [0030] According to another aspect of the disclosure, an electronics cooling system that includes a printed circuit board (PCB) assembly is disclosed. The PCB assembly includes a base and a first heat generating component connected to the base. The first heat generating component has a first heat flux. The PCB assembly also includes a second heat generating component connected to the base. The second heat generating component has a second heat flux different from the first heat flux. The system also includes a cooling system that includes a heat plate. The system also includes a first plurality of thermally conductive microtubes extending from the first heat generating component to the heat plate. The first plurality of thermally conductive microtubes are connected to the first heat generating component at a first spatial density and connected to the heat plate at a spatial density of the heat plate. The system also includes a second plurality of thermally conductive microtubes extending from the second heat generating component to the heat plate. A second plurality of thermally conductive microtubes is connected to the second heat generating component at a second spatial density and connected to the heat plate at a heat plate spatial density.

[0031]ヒートプレート空間密度は、第1の空間密度または第2の空間密度の少なくとも一方よりも小さくてもよい。 [0031] The heat plate spatial density may be less than at least one of the first spatial density or the second spatial density.

[0032]第1の発熱部品および第2の発熱部品は、異なる使用目的を有するコンピューティング要素であってもよい。 [0032] The first heat generating component and the second heat generating component may be computing elements with different intended uses.

[0033]PCBアセンブリは、第1のPCBアセンブリであってもよい。システムは、第1のPCBアセンブリとヒートプレートとの間に第2のPCBアセンブリをさらに含んでもよい。第1の複数の熱伝導性マイクロチューブの少なくとも一部は、第1のPCBアセンブリを通ってヒートプレートに配線されてもよい。 [0033] The PCB assembly may be a first PCB assembly. The system may further include a second PCB assembly between the first PCB assembly and the heat plate. At least a portion of the first plurality of thermally conductive microtubes may be routed through the first PCB assembly to the heat plate.

[0034]本概要は、詳細な説明において以下でさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供される。本概要は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する際の補助として使用することを意図するものでもない。 [0034] This Summary is provided to introduce a selection of concepts in a simplified form that are further described below in the Detailed Description. This Summary is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, but is intended to be used as an aid in determining the scope of the claimed subject matter. not.

[0035]追加的な特徴および利点は、以下の説明で述べる。本開示の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲において特に指摘されているシステムおよび方法によって実現および取得され得る。本開示の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるか、または以下に記載する開示された主題の実施によって知ることができる。 [0035] Additional features and advantages are described in the description below. The features and advantages of the present disclosure may be realized and obtained by the systems and methods particularly pointed out in the appended claims. Features of the disclosure will be more fully apparent from the following description and appended claims, or may be learned by practice of the disclosed subject matter as described below.

[0036]本開示の上述の特徴および他の特徴を得ることができる態様を説明するために、添付の図面に例示される特定の実施形態を参照することによって、より具体的な説明を行う。より良く理解するために、様々な添付図を通して、同様の要素は同様の参照番号によって指定されている。図面は、いくつかの例示的な実施形態を描いていることを理解し、実施形態は、添付図面の使用を通じて、さらに具体的かつ詳細に記述され、説明される。 [0036] To explain the manner in which the above-mentioned and other features of the present disclosure may be obtained, a more specific description will now be made by reference to specific embodiments illustrated in the accompanying drawings. For better understanding, like elements are designated by like reference numerals throughout the various accompanying figures. It is understood that the drawings depict several exemplary embodiments, which will be described and explained with further particularity and detail through the use of the accompanying drawings.

[0037]図1は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、作動流体中に浸漬されたPCBアセンブリを有する二相液浸冷却システムを表現する図である。[0037] FIG. 1 is a diagram depicting a two-phase immersion cooling system having a PCB assembly immersed in a working fluid, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0038]図2は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、PCBアセンブリの上面図である。[0038] FIG. 2 is a top view of a PCB assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0039]図3は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、電子機器冷却アセンブリの側面図である。[0039] FIG. 3 is a side view of an electronics cooling assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0040]図4は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、さらに別の電子機器冷却アセンブリの側面図である。[0040] FIG. 4 is a side view of yet another electronics cooling assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0041]図5は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、さらに別の電子機器冷却アセンブリの側面図である。[0041] FIG. 5 is a side view of yet another electronics cooling assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0042]図6は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、さらなる電子機器冷却アセンブリの側面図である。[0042] FIG. 6 is a side view of a further electronics cooling assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0043]図7は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、さらなる電子機器冷却アセンブリの側面図である。[0043] FIG. 7 is a side view of a further electronics cooling assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0044]図8は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、さらなる電子機器冷却アセンブリの側面図である。[0044] FIG. 8 is a side view of a further electronics cooling assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure. [0045]図9は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、別の電子機器冷却アセンブリの側面図である。[0045] FIG. 9 is a side view of another electronics cooling assembly, according to at least one embodiment of the present disclosure.

[0046]本出願は、コンピューティングデバイスの冷却システムに関するものである。プリント回路基板(PCB)アセンブリは、熱伝導性マイクロチューブを用いて冷却システムのヒートプレートに接続される。熱伝導性マイクロチューブは、PCBアセンブリの高熱部分に高い空間密度で接続される。その後、熱伝導性マイクロチューブは、空間密度の低いヒートプレートに接続される。このようにして、PCBアセンブリによって発生した熱は、ヒートプレートに均等に拡散し得る。熱をヒートプレートに均一に広げることで、PCBアセンブリと冷却システムとの間の熱抵抗を減少させることができる。その結果、コンピューティングデバイスの動作温度が低下し、処理効率が向上し、および/またはPCBアセンブリ上のコンピューティング要素の動作寿命が延び得る。 [0046] This application relates to cooling systems for computing devices. A printed circuit board (PCB) assembly is connected to the heat plate of the cooling system using thermally conductive microtubes. Thermally conductive microtubes are connected to high-temperature parts of the PCB assembly in a high spatial density. The thermally conductive microtubes are then connected to a heat plate with low spatial density. In this way, the heat generated by the PCB assembly can be evenly spread to the heat plate. Spreading the heat evenly across the heat plate can reduce thermal resistance between the PCB assembly and the cooling system. As a result, the operating temperature of the computing device may be reduced, processing efficiency may be increased, and/or the operating life of computing elements on the PCB assembly may be extended.

[0047]複数の熱伝導性マイクロチューブ(一般にマイクロチューブ)は、可撓性および/または誘導可能であってもよい。このようにして、PCBアセンブリの発熱部品によって発生した熱は、発熱部品のすぐ近くから離れるように導かれ得る。これにより、熱をより広い範囲に広げることができ、冷却システムの熱分散能力を高め、局所的なドライアウトの可能性を低減することができる。これにより、PCBアセンブリの全体的な動作温度が低下し、PCBアセンブリの動作効率が向上し、および/またはPCBアセンブリの要素が損傷する可能性が低下する。 [0047] The plurality of thermally conductive microtubes (generally microtubes) may be flexible and/or guideable. In this way, heat generated by the heat generating components of the PCB assembly can be directed away from the immediate vicinity of the heat generating components. This allows the heat to be spread over a wider area, increasing the heat dispersion ability of the cooling system and reducing the possibility of localized dryout. This reduces the overall operating temperature of the PCB assembly, increases the operating efficiency of the PCB assembly, and/or reduces the likelihood of damage to elements of the PCB assembly.

[0048]可撓性および/または誘導可能マイクロチューブは、PCBアセンブリから1つまたは複数の遠隔位置に熱を導くことができる。遠隔位置は、ヒートプレートおよび/またはPCBアセンブリ上の発熱部品に直接対向しないヒートプレート上の位置であってもよい。例えば、マイクロチューブは、PCBアセンブリの反対側に位置する1つまたは複数のヒートプレートに熱を導くことができる。いくつかの実施形態では、マイクロチューブは、コンピューティングシステムの製造において、より高い柔軟性および/または密度を可能にすることができる。例えば、マイクロチューブは、複数のPCBアセンブリを積層することを可能にし得る。マイクロチューブは、1つまたは複数の積層されたPCBアセンブリのベースを通って(例えば、z方向に)1つまたは複数のヒートプレートに配線されることがある。これにより、データセンタ内のコンピューティング要素の密度を高くすることができ、それによって床面積の要件を低減することができる。 [0048] The flexible and/or navigable microtubes can direct heat from the PCB assembly to one or more remote locations. A remote location may be a location on the heat plate that is not directly opposite a heat generating component on the heat plate and/or PCB assembly. For example, the microtubes can direct heat to one or more heat plates located on opposite sides of the PCB assembly. In some embodiments, microtubes can enable greater flexibility and/or density in the manufacturing of computing systems. For example, microtubes may allow multiple PCB assemblies to be stacked. The microtubes may be routed through the base of one or more stacked PCB assemblies (eg, in the z direction) to one or more heat plates. This allows for increased density of computing elements within the data center, thereby reducing floor space requirements.

[0049]本開示の実施形態に従って、PCBアセンブリは、ベースに接続されたコンピューティング要素の集合体であってもよい。ベースは、プリント回路基板であってもよい。コンピューティング要素は、プリント回路基板に直接接続(例えば、はんだ付け)されてもよい。いくつかの実施形態において、複数のコンピューティング要素は、ダイとして形成され、プリント回路基板に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリは、特定用途向け集積回路(ASIC)であってもよい。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリは、複数のASICを含み得る。 [0049] According to embodiments of the present disclosure, a PCB assembly may be a collection of computing elements connected to a base. The base may be a printed circuit board. The computing element may be directly connected (eg, soldered) to the printed circuit board. In some embodiments, multiple computing elements may be formed as a die and connected to a printed circuit board. In some embodiments, the PCB assembly may be an application specific integrated circuit (ASIC). In some embodiments, a PCB assembly may include multiple ASICs.

[0050]本開示の実施形態に従って、コンピューティングシステムは、1つまたは複数の発熱部品を含み得る。いくつかの実施形態では、発熱部品は、PCBアセンブリに接続されたもの(例えば、PCBアセンブリ上のコンピューティング要素)であってもよい。発熱部品は、熱を発生させるコンピューティングシステム内の任意の構成要素であってもよい。別の言い方をすれば、発熱部品は、熱を発生させる手段であってもよい。発熱部品の例は、プロセッサ、電力貯蔵要素(例えば、バッテリ、キャパシタ、スーパーキャパシタ)、中央処理ユニット(CPU)、グラフィック処理ユニット(GPU)、視覚処理ユニット(VPU)、通信リレー、コントローラ、スイッチ、リレー、ポート、メモリ(例えば、RAM、ROM)、任意の他のコンピューティング要素、およびそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリは、複数の発熱部品を含み得る。例えば、PCBアセンブリは、別々に動作するように構成された複数のコア、またはプロセッサを含み得る。 [0050] In accordance with embodiments of the present disclosure, a computing system may include one or more heat generating components. In some embodiments, the heat generating component may be connected to the PCB assembly (eg, a computing element on the PCB assembly). A heat generating component may be any component within a computing system that generates heat. In other words, the heat generating component may be a means for generating heat. Examples of heat generating components include processors, power storage elements (e.g. batteries, capacitors, supercapacitors), central processing units (CPUs), graphics processing units (GPUs), visual processing units (VPUs), communication relays, controllers, switches, May include relays, ports, memory (eg, RAM, ROM), any other computing elements, and combinations thereof. In some embodiments, a PCB assembly may include multiple heat generating components. For example, a PCB assembly may include multiple cores, or processors, configured to operate separately.

[0051]本開示の実施形態に従って、PCBアセンブリの熱抵抗は、PCBアセンブリ上の発熱部品によって生成された熱量に基づいて、作動流体に対するPCBアセンブリ全体の温度の上昇である。熱抵抗に影響を与える要素には、PCBアセンブリから作動流体までの距離、PCBアセンブリと作動流体との間の熱伝導率などが含まれる。 [0051] In accordance with embodiments of the present disclosure, the thermal resistance of a PCB assembly is the increase in temperature of the entire PCB assembly relative to the working fluid based on the amount of heat generated by heat generating components on the PCB assembly. Factors that affect thermal resistance include the distance from the PCB assembly to the working fluid, the thermal conductivity between the PCB assembly and the working fluid, etc.

[0052]本開示の実施形態に従って、冷却システムは、PCBアセンブリを構成するものなどのコンピューティング要素を冷却するために使用される任意のシステムである。冷却システムは、PCBアセンブリ上で循環される空気を使用して熱を奪う空冷システムであってもよい。冷却システムは、PCBアセンブリがヒートプレートに対して配置され、ヒートプレートに対して冷却流体が循環するコールドプレート冷却システムであってもよい。冷却システムは、PCBアセンブリによって発生する熱を吸収する誘電作動流体中にPCBアセンブリが浸漬される液浸冷却システムであってもよい。いくつかの実施形態では、液浸冷却システムは、二相液浸冷却システムであってもよい。二相冷却システムでは、PCBアセンブリは、比較的低い沸点を有する作動流体中に浸漬される。PCBアセンブリの温度が上昇するにつれて、PCBアセンブリ上の発熱部品によって発生した熱は、作動流体を相変化(例えば、沸騰)させる可能性がある。作動流体の沸騰は、発生した熱を吸収し、それによってPCBアセンブリを冷却する可能性がある。単相液浸冷却システムでは、PCBアセンブリは相変化しない作動流体に浸漬される。流体は、熱を奪うためにPCBアセンブリにわたって循環させることができる。 [0052] In accordance with embodiments of the present disclosure, a cooling system is any system used to cool computing elements, such as those that make up a PCB assembly. The cooling system may be an air cooling system that uses air circulated over the PCB assembly to remove heat. The cooling system may be a cold plate cooling system in which the PCB assembly is positioned against the heat plate and a cooling fluid is circulated relative to the heat plate. The cooling system may be a liquid immersion cooling system in which the PCB assembly is immersed in a dielectric working fluid that absorbs heat generated by the PCB assembly. In some embodiments, the immersion cooling system may be a two-phase immersion cooling system. In a two-phase cooling system, the PCB assembly is immersed in a working fluid that has a relatively low boiling point. As the temperature of the PCB assembly increases, the heat generated by heat generating components on the PCB assembly can cause the working fluid to undergo a phase change (eg, boil). Boiling of the working fluid can absorb the heat generated, thereby cooling the PCB assembly. In single-phase immersion cooling systems, the PCB assembly is immersed in a working fluid that does not change phase. Fluid can be circulated across the PCB assembly to remove heat.

[0053]冷却システムは冷却能力を有する。冷却能力は、冷却システムが過負荷になる前に吸収できる熱流束の量(例えば、単位面積当たりの熱量、W/cm)であり得る。冷却システムが過負荷になると(例えば、冷却システムに対する熱流束が冷却能力より大きくなると)、コンピューティング要素の温度は、性能の低下および/またはコンピューティング要素の損傷を引き起こす可能性があるレベルまで上昇し得る。二相液浸冷却システムの場合、冷却システムが過負荷になると、作動流体が交換されるよりも早く沸騰してしまうドライアウト状態になる可能性がある。いくつかの実施形態では、冷却能力は、300W/cm、350W/cm、400W/cm、またはそれらの間の任意の値であってもよい。いくつかの実施形態では、冷却能力は、作動流体の熱容量に基づいてもよい。 [0053] The cooling system has cooling capability. Cooling capacity can be the amount of heat flux (e.g., heat per unit area, W/cm 2 ) that the cooling system can absorb before becoming overloaded. When the cooling system becomes overloaded (e.g., the heat flux to the cooling system becomes greater than the cooling capacity), the temperature of the computing element increases to a level that can cause performance degradation and/or damage to the computing element. It is possible. For two-phase immersion cooling systems, overloading the cooling system can result in a dryout condition where the working fluid boils off faster than it can be replaced. In some embodiments, the cooling capacity may be 300 W/cm 2 , 350 W/cm 2 , 400 W/cm 2 , or any value therebetween. In some embodiments, the cooling capacity may be based on the heat capacity of the working fluid.

[0054]冷却システムは、ヒートプレートを含む。ヒートプレートは、冷却システムに熱を伝える任意の構造体であってよい。ヒートプレートは冷却媒体と直接接触していてもよい。例えば、ヒートプレートは液浸冷却システムの作動流体と直接接触していてもよい。いくつかの例では、ヒートプレートはコールドプレート冷却システムのハウジングに接触しているか、ハウジングの一部である。一部の例では、ヒートプレートは、空冷式冷却システムの循環空気に曝されてもよい。いくつかの実施形態において、ヒートプレートは熱伝導性材料で形成されてもよい。例えば、ヒートプレートは、銅などの熱伝導性金属で形成されてもよい。いくつかの例では、ヒートプレートは、グラファイトプレート、グラフェン、ダイヤモンドなどの炭素系材料、または他の炭素系材料で形成されてもよい。いくつかの例では、ヒートプレートは、任意の熱伝導性材料または熱伝導性材料の組み合わせで形成されてもよい。 [0054] The cooling system includes a heat plate. A heat plate may be any structure that transfers heat to a cooling system. The heat plate may be in direct contact with the cooling medium. For example, the heat plate may be in direct contact with the working fluid of the immersion cooling system. In some examples, the heat plate is in contact with or is part of the housing of the cold plate cooling system. In some examples, the heat plate may be exposed to circulating air of an air-cooled cooling system. In some embodiments, the heat plate may be formed of a thermally conductive material. For example, the heat plate may be formed of a thermally conductive metal such as copper. In some examples, the heat plate may be formed of carbon-based materials such as graphite plates, graphene, diamond, or other carbon-based materials. In some examples, the heat plate may be formed of any thermally conductive material or combination of thermally conductive materials.

[0055]本開示の実施形態に従って、熱伝導性マイクロチューブ(以下、マイクロチューブ)は、PCBアセンブリから冷却システムに熱を伝える任意の構造であってよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブは、高熱伝導性材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブは、グラファイト、熱分解グラファイト、アニール熱分解グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド、金属、金属合金、任意の他の材料、およびそれらの組み合わせなどの任意の材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、マイクロチューブは、単一ユニットとして形成および/または押出成形され得る。いくつかの実施形態では、マイクロチューブは、複数のより小さい要素を層状化または積層されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブは、付加製造によって形成されてもよい。 [0055] In accordance with embodiments of the present disclosure, the thermally conductive microtubes (hereinafter microtubes) may be any structure that conducts heat from the PCB assembly to the cooling system. In some embodiments, the microtube may be formed of a highly thermally conductive material. In some embodiments, the microtubes are of any material, such as graphite, pyrolytic graphite, annealed pyrolytic graphite, graphene, carbon nanotubes, diamond, metals, metal alloys, any other materials, and combinations thereof. may be formed. In some embodiments, microtubes may be formed and/or extruded as a single unit. In some embodiments, the microtube may be layered or stacked with multiple smaller elements. In some embodiments, microtubes may be formed by additive manufacturing.

[0056]従来、PCBアセンブリと冷却システムとの間で熱を伝達するために使用されるヒートスプレッダまたは他の熱管理デバイスは、銅で形成されていた。いくつかの実施形態では、本開示のマイクロチューブは、銅よりも熱伝導性が高い任意の材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、マイクロチューブは、385W/mK、400W/mK、425W/mK、450W/mK、475W/mK、500W/mK、525W/mK、550W/mK、575W/mK、600W/mK、650W/mK、700W/mK、750W/mK、800W/mK、またはその間の任意の値を含む上限値、下限値、または上限値および下限値を有する範囲の熱伝導率を有することができる。例えば、熱伝導率は、385W/mKより大きくてもよい。別の例では、熱伝導率は、800W/mKより小さくてもよい。さらに他の例では、熱伝導率は、385W/mKと800W/mKとの間の範囲内の任意の値であってもよい。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリによって発生した熱を効果的に拡散するために、熱伝導率が385W/mKより大きいことが重要であり得る。 [0056] Traditionally, heat spreaders or other thermal management devices used to transfer heat between PCB assemblies and cooling systems have been made of copper. In some embodiments, the microtubes of the present disclosure may be formed of any material that is more thermally conductive than copper. In some embodiments, the microtube is 385W/mK, 400W/mK, 425W/mK, 450W/mK, 475W/mK, 500W/mK, 525W/mK, 550W/mK, 575W/mK, 600W/mK , 650 W/mK, 700 W/mK, 750 W/mK, 800 W/mK, or any value therebetween. For example, the thermal conductivity may be greater than 385 W/mK. In another example, the thermal conductivity may be less than 800 W/mK. In yet other examples, the thermal conductivity may be any value within the range between 385 W/mK and 800 W/mK. In some embodiments, it may be important for the thermal conductivity to be greater than 385 W/mK in order to effectively dissipate the heat generated by the PCB assembly.

[0057]本開示の実施形態に従って、マイクロチューブは任意の形状を有することができる。例えば、マイクロチューブは管状であってもよい(例えば、円形または卵形の側方断面形状を有する)。いくつかの例では、マイクロチューブは角柱状であってもよく、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、七角形、八角形、非角形、十角形、任意の数の辺を有する多角形、非多角形、半円形、任意の他の形状、およびそれらの組み合わせの側方断面形状を有する。 [0057] According to embodiments of the present disclosure, microtubes can have any shape. For example, the microtube may be tubular (eg, having a circular or oval lateral cross-sectional shape). In some examples, the microtube may be prismatic, square, rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, non-gonal, decagonal, polygonal with any number of sides, It has a side cross-sectional shape that is non-polygonal, semi-circular, any other shape, and combinations thereof.

[0058]本開示の実施形態に従って、熱流束は、所与の面積(例えば、平方ミリメートルまたは平方センチメートル)上の熱エネルギー(例えば、ワット)の流れである。PCBアセンブリは、PCBアセンブリの全領域にわたって発生する熱の総量である平均熱流束を有し得る。PCBアセンブリの平均熱流束は、いくつかの局所熱流束の平均を含み得る。局所熱流束は、発熱部品が占有する領域にわたって発熱部品によって発生する熱の熱流束であってもよい。 [0058] According to embodiments of the present disclosure, heat flux is the flow of thermal energy (eg, watts) over a given area (eg, square millimeters or square centimeters). A PCB assembly may have an average heat flux that is the total amount of heat generated across all areas of the PCB assembly. The average heat flux of a PCB assembly may include an average of several local heat fluxes. The local heat flux may be the heat flux of heat generated by the heat generating component over the area occupied by the heat generating component.

[0059]図1は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、二相液浸冷却のために設定された電子機器冷却システム100を表現する図である。電子機器冷却システム100は、作動流体104で少なくとも部分的に満たされた浸漬槽102を含む。PCB支持体106は、作動流体104に挿入されてもよい。PCB支持体106は、PCBアセンブリ108を収容することができる。示されたPCBアセンブリ108は、ダイ114上に設置されたベース110および1つまたは複数の発熱部品112を含む。 [0059] FIG. 1 is a diagram depicting an electronics cooling system 100 configured for two-phase immersion cooling, according to at least one embodiment of the present disclosure. Electronics cooling system 100 includes an immersion tank 102 at least partially filled with a working fluid 104 . PCB support 106 may be inserted into working fluid 104. PCB support 106 can house a PCB assembly 108. The illustrated PCB assembly 108 includes a base 110 mounted on a die 114 and one or more heat generating components 112.

[0060]発熱部品112は、複数のマイクロチューブ118を介してヒートプレート116に接続されてもよい。マイクロチューブ118は、発熱部品112によって発生した熱をヒートプレート116に伝達することができる。ヒートプレート116の温度が作動流体104の沸点以上に上昇すると、作動流体104が沸騰し始めることがある。 [0060] Heat generating component 112 may be connected to heat plate 116 via a plurality of microtubes 118. The microtube 118 can transfer heat generated by the heat generating component 112 to the heat plate 116. When the temperature of heat plate 116 rises above the boiling point of working fluid 104, working fluid 104 may begin to boil.

[0061]いくつかの実施形態では、マイクロチューブ118は、発熱部品112からの熱をヒートプレート116上のより大きな表面積にわたって広げることができる。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ118は、ヒートプレート116にわたって均一に熱を広げることができる。ヒートプレート116にわたって熱を均一に広げることは、ヒートプレート116上の高濃度の熱を低減するのに役立つ可能性がある。別の言い方をすれば、ヒートプレート116にわたって熱を均一に広げることで、ヒートプレート116上のホットスポットの温度を下げることができる。これにより、ヒートプレート116上のドライアウト状態を防ぐのに役立つ可能性がある。このようにして、電子機器冷却システム100の熱除去能力を増大させることができる。 [0061] In some embodiments, microtubes 118 can spread heat from heat generating components 112 over a larger surface area on heat plate 116. In some embodiments, microtubes 118 can spread heat evenly across heat plate 116. Spreading the heat evenly across the heat plate 116 may help reduce high concentrations of heat on the heat plate 116. Stated another way, by spreading the heat evenly across the heat plate 116, the temperature of hot spots on the heat plate 116 can be lowered. This may help prevent dry-out conditions on the heat plate 116. In this way, the heat removal capacity of electronics cooling system 100 can be increased.

[0062]いくつかの実施形態では、マイクロチューブ118は、ヒートプレート116のドライサイド122(例えば、PCBアセンブリ108に面するヒートプレート116のサイド)に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ118はヒートプレート116に直接接続されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ118は、ヒートスプレッダなどの別の要素を介してヒートプレート116に接続されてもよい。 [0062] In some embodiments, microtubes 118 may be connected to a dry side 122 of heat plate 116 (eg, the side of heat plate 116 facing PCB assembly 108). In some embodiments, microtubes 118 may be connected directly to heat plate 116. In some embodiments, microtubes 118 may be connected to heat plate 116 via another element, such as a heat spreader.

[0063]いくつかの実施形態では、ヒートプレート116のウェットサイド120は、作動流体104に直接接触してもよい(例えば、作動流体104に接触するヒートプレートのサイド)。いくつかの実施形態において、ウェットサイド120は、ボイラー強化コーティングで被覆されてもよい。ボイラー強化コーティングは、作動流体104の沸騰(例えば、相変化)を促進または容易にするのを助けるために、ヒートプレート116のウェットサイド120に塗布されてもよい。 [0063] In some embodiments, the wet side 120 of the heat plate 116 may be in direct contact with the working fluid 104 (eg, the side of the heat plate that contacts the working fluid 104). In some embodiments, wet side 120 may be coated with a boiler reinforcement coating. A boiler enhancement coating may be applied to the wet side 120 of the heat plate 116 to help promote or facilitate boiling (eg, phase change) of the working fluid 104.

[0064]図1に見られるように、マイクロチューブ118は、発熱部品112から離れた(例えば、直接対向しない)ヒートプレート116上の遠隔位置に配線されてもよい。マイクロチューブ118を遠隔位置に配線することにより、発熱部品112からの熱を発熱部品112から遠ざけることができる。一部の実施形態では、マイクロチューブ118は、発熱部品112とヒートプレート116との間に1つまたは複数の屈曲部を含むことができる。マイクロチューブ118に屈曲部を含めることで、マイクロチューブ118をヒートプレート116に導くためのスペースを提供することができる。 [0064] As seen in FIG. 1, the microtubes 118 may be routed to a remote location on the heat plate 116 away from (eg, not directly opposite) the heat generating components 112. By wiring the microtube 118 to a remote location, heat from the heat generating component 112 can be directed away from the heat generating component 112. In some embodiments, microtube 118 can include one or more bends between heat generating component 112 and heat plate 116. Including a bend in the microtube 118 can provide a space for guiding the microtube 118 to the heat plate 116.

[0065]図2は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、異なるヒートゾーン(集合的に224)を含むPCBアセンブリ208のトップダウン概略図である。示されたPCBアセンブリ208は、異なるコンピューティング要素(集合的に226)を含む多くの異なる領域またはゾーンを含み得る。例えば、PCBアセンブリは、マルチコアコンピューティングデバイスであってよく、複数のコアコンピューティング構成要素226-1、メモリコンピューティング構成要素226-2、接続コンピューティング構成要素226-3、システムエージェントコンピューティング構成要素226-4、および任意の他のコンピューティング構成要素226を含む。 [0065] FIG. 2 is a top-down schematic diagram of a PCB assembly 208 including different heat zones (collectively 224), according to at least one embodiment of the present disclosure. The illustrated PCB assembly 208 may include many different regions or zones containing different computing elements (collectively 226). For example, the PCB assembly may be a multi-core computing device, including multiple core computing components 226-1, memory computing components 226-2, connectivity computing components 226-3, and system agent computing components. 226-4, and any other computing components 226.

[0066]ヒートゾーン224は、コンピューティング構成要素226上の離散的な円として概略的に示されているが、ヒートゾーン224は、コンピューティング構成要素226の全体を覆ってもよいことを理解されたい。さらに、本明細書では、ヒートゾーン224は、ヒートゾーン224にわたる単一の熱流束を有するものとして論じられることがあるが、ヒートゾーンをわたる熱流束は、コンピューティング構成要素226内のプロセッサおよび他の要素のレイアウトおよび利用に応じて変化し得ることを理解されたい。同様に、2つのコンピューティング構成要素226間のヒートゾーン間の遷移(したがって、熱流束間の遷移)は、徐々に、または勾配にわたって起こり得ることを理解すべきである。同様に、本明細書で議論されるように、PCBアセンブリ208へのマイクロチューブの接続は、ヒートゾーン224間の空間密度が変化し得、変化は、熱流束勾配に一致するように、または他の理由のために、徐々に生じ得る。 [0066] Although heat zone 224 is shown schematically as discrete circles on computing component 226, it is understood that heat zone 224 may cover the entirety of computing component 226. sea bream. Additionally, although heat zone 224 is sometimes discussed herein as having a single heat flux across heat zone 224, the heat flux across the heat zone is It is to be understood that this may vary depending on the layout and usage of the elements. Similarly, it should be understood that transitions between heat zones (and thus between heat fluxes) between two computing components 226 may occur gradually or over a gradient. Similarly, as discussed herein, the connection of the microtubes to the PCB assembly 208 may vary in the spatial density between the heat zones 224, the changes may be made to match heat flux gradients, or otherwise. It can occur gradually for reasons of.

[0067]動作中、コンピューティング構成要素226の各々は、熱を発生し得る。PCBアセンブリ208の全領域にわたる発熱は、平均熱流束である。いくつかの実施形態では、平均熱流束は、50W/cm、100W/cm、150W/cm、200W/cm、250W/cm、300W/cm、350W/cm、400W/cm、またはその間の任意の値のいずれかを含む上限値、下限値、または上限値および下限値を有する範囲であってもよい。例えば、平均熱流束は50W/cmより大きくてもよい。別の例では、平均熱流束は400W/cm未満であってもよい。さらに他の例では、平均熱流束は400W/cmの間の範囲内の任意の値であってもよい。いくつかの実施形態では、平均熱流束が冷却システムを圧倒しないように、平均熱流束が400W/cm未満であることが重要であり得る。 [0067] During operation, each of the computing components 226 may generate heat. The heat generation over the entire area of PCB assembly 208 is the average heat flux. In some embodiments, the average heat flux is 50 W/cm 2 , 100 W/cm 2 , 150 W/cm 2 , 200 W/cm 2 , 250 W/cm 2 , 300 W/cm 2 , 350 W/cm 2 , 400 W/cm 2 2 , or any value therebetween. For example, the average heat flux may be greater than 50 W/ cm2 . In another example, the average heat flux may be less than 400 W/ cm2 . In yet other examples, the average heat flux may be any value within a range between 400 W/ cm2 . In some embodiments, it may be important that the average heat flux is less than 400 W/cm 2 so that it does not overwhelm the cooling system.

[0068]いくつかの実施形態では、冷却システム(例えば、図1の電子機器冷却システム100)は、PCBアセンブリ208の平均熱流束を処理することができる場合がある(例えば、冷却システムは、ドライアウト状態を生じることなく、PCBアセンブリ208の全領域にわたってPCBアセンブリ208によって生成された熱の総量を吸収することができる場合がある)。しかし、異なるコンピューティング構成要素226は、異なる量の熱を発生させる可能性があり、その結果、PCBアセンブリ208の平均熱流束とは異なる、異なるヒートゾーン224における1つまたは複数の局所熱流束が発生する。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の局所熱流束は、平均熱流束より大きい場合がある。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリ208の平均熱流束は、冷却システムによって吸収されるかもしれないが、PCBアセンブリ208上の局所熱流束は、局所熱流束の位置で冷却システムを圧倒するかもしれず(例えば、ドライアウト状態を作り出す)、一方、PCBアセンブリ208の他の領域の冷却システムは、十分に利用されないかもしれない(例えば、作動流体は沸騰しないかもしれず、またはあまり激しく沸騰しないかもしれない)。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の局所熱流束は、平均熱流束より小さいかもしれない。 [0068] In some embodiments, the cooling system (e.g., electronics cooling system 100 of FIG. 1) may be capable of handling the average heat flux of the PCB assembly 208 (e.g., the cooling system It may be possible to absorb the total amount of heat generated by the PCB assembly 208 over the entire area of the PCB assembly 208 without creating an out condition). However, different computing components 226 may generate different amounts of heat, resulting in one or more local heat fluxes in different heat zones 224 that are different from the average heat flux of PCB assembly 208. Occur. In some embodiments, one or more local heat fluxes may be greater than the average heat flux. In some embodiments, the average heat flux of PCB assembly 208 may be absorbed by the cooling system, but the local heat flux on PCB assembly 208 may overwhelm the cooling system at the location of the local heat flux. (e.g., creating a dryout condition), while the cooling systems in other areas of the PCB assembly 208 may be underutilized (e.g., the working fluid may not boil, or may not boil too vigorously). ). In some embodiments, one or more local heat fluxes may be less than the average heat flux.

[0069]図2に示される実施形態では、コアコンピューティング構成要素226-1は、第1の局所熱流束を有する第1のヒートゾーン224-1において熱を発生し得る。メモリコンピューティング構成要素226-2は、第2の局所熱流束を有する第2のヒートゾーン224-2において熱を発生し得る。いくつかの実施形態では、第1のヒートゾーン224-1における第1の局所熱流束は、第2のヒートゾーン224-2における第2の局所熱流束と異なり得る。 [0069] In the embodiment shown in FIG. 2, core computing component 226-1 may generate heat in a first heat zone 224-1 having a first local heat flux. Memory computing component 226-2 may generate heat in a second heat zone 224-2 having a second localized heat flux. In some embodiments, the first local heat flux in the first heat zone 224-1 may be different from the second local heat flux in the second heat zone 224-2.

[0070]第1のヒートゾーン224-1と第2のヒートゾーン224-2との間の局所熱流束の差は、ハードウェアベースであり得る。異なるコンピューティング構成要素226のハードウェアは、異なるレベルの熱を生成し得る。例えば、いくつかの実施形態では、コアコンピューティング構成要素226-1は、メモリコンピューティング構成要素226-2よりも多くの熱を生成し得る。いくつかの実施形態において、コアコンピューティング構成要素226-1によって生成される第1のヒートゾーン224-1は、PCBアセンブリの平均熱流束よりも大きい局所熱流束を有し得る。いくつかの実施形態において、第1のヒートゾーン224-1の局所熱流束は、冷却システムによって冷却され得るよりも大きい(例えば、局所熱流束は、冷却システムを圧倒し得る)。例えば、図1に示される二相冷却システムにおいて、第1のヒートゾーン224-1の第1の局所熱流束は、作動流体が交換されるよりも速く沸騰してなくなるようなドライアウト状態を生成し得る。 [0070] The difference in local heat flux between the first heat zone 224-1 and the second heat zone 224-2 may be hardware-based. Different computing component 226 hardware may generate different levels of heat. For example, in some embodiments, core computing component 226-1 may generate more heat than memory computing component 226-2. In some embodiments, the first heat zone 224-1 generated by the core computing component 226-1 may have a local heat flux that is greater than the average heat flux of the PCB assembly. In some embodiments, the local heat flux of the first heat zone 224-1 is greater than can be cooled by the cooling system (eg, the local heat flux can overwhelm the cooling system). For example, in the two-phase cooling system shown in FIG. 1, the first local heat flux in the first heat zone 224-1 creates a dryout condition such that the working fluid boils off faster than it can be replaced. It is possible.

[0071]いくつかの実施形態では、第1の複数のマイクロチューブ218-1は、熱をヒートプレート(例えば、図1のヒートプレート116)に逸らすために、第1のヒートゾーン224-1においてPCBアセンブリ208に接続されてもよい。いくつかの実施形態において、第1の複数のマイクロチューブ218-1は、第1のヒートゾーン224-1において第1の空間密度でPCBアセンブリ208に接続されてもよい。第1の複数のマイクロチューブ218は、その後、冷却システムを用いて熱を分散させるためにヒートプレートに配線されてもよい。いくつかの実施形態において、第1の複数のマイクロチューブ218-1は、第1のヒートゾーン224-1においてPCBアセンブリ208に接続されるのとは異なる空間密度でヒートプレートに接続されてもよい。例えば、第1の複数のマイクロチューブは、第1の密度よりも低い空間密度でヒートプレートに接続されてもよい。これにより、コアコンピューティング構成要素226-1によって生成された熱を、より大きな表面積にわたって広げることができる。このようにして、コアコンピューティング構成要素226-1によって引き起こされる局所熱流束は、第1のヒートゾーン224-1における局所熱流束よりも小さいヒートプレート熱流束に低減され得る。いくつかの実施形態において、ヒートプレート熱流束は、冷却システムの冷却能力内であってよい(例えば、ドライアウト状態を生じない)。 [0071] In some embodiments, the first plurality of microtubes 218-1 are in the first heat zone 224-1 to divert heat to a heat plate (e.g., heat plate 116 of FIG. 1). It may be connected to PCB assembly 208. In some embodiments, the first plurality of microtubes 218-1 may be connected to the PCB assembly 208 at a first spatial density in the first heat zone 224-1. The first plurality of microtubes 218 may then be wired to a heat plate to dissipate heat using a cooling system. In some embodiments, the first plurality of microtubes 218-1 may be connected to the heat plate at a different spatial density than they are connected to the PCB assembly 208 in the first heat zone 224-1. . For example, the first plurality of microtubes may be connected to the heat plate at a spatial density that is less than the first density. This allows the heat generated by core computing component 226-1 to be spread over a larger surface area. In this way, the local heat flux caused by core computing component 226-1 may be reduced to a smaller heat plate heat flux than the local heat flux in first heat zone 224-1. In some embodiments, the heat plate heat flux may be within the cooling capacity of the cooling system (eg, without creating dryout conditions).

[0072]いくつかの実施形態では、局所熱流束は、250W/cm、300W/cm、350W/cm、400W/cm、450W/cm、500W/cm、550W/cm、600W/cm、650W/cm、700W/cm、750W/cm、800W/cm、またはその間の任意の値を含む上限値、下限値、または上限値および下限値を有する範囲内にあり得る。例えば、局所熱流束は250W/cmより大きくてもよい。別の例では、局所熱流束は800W/cm未満である。さらに他の例では、局所熱流束は250W/cmと800W/cmとの間の範囲内の任意の値であってもよい。 [0072] In some embodiments, the local heat flux is 250 W/cm 2 , 300 W/cm 2 , 350 W/cm 2 , 400 W/cm 2 , 450 W/ cm 2 , 500 W/cm 2 , 550 W/cm 2 , Within a range having an upper limit, a lower limit, or an upper and lower limit including 600 W/cm 2 , 650 W/cm 2 , 700 W/cm 2 , 750 W/cm 2 , 800 W/cm 2 , or any value therebetween. could be. For example, the local heat flux may be greater than 250 W/cm 2 . In another example, the local heat flux is less than 800 W/ cm2 . In yet other examples, the local heat flux may be any value within the range between 250 W/cm 2 and 800 W/cm 2 .

[0073]各マイクロチューブ(集合的に218)は、マイクロチューブ直径(円形断面形状を想定)を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチューブの直径は、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、7μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、40μm、50μm、100μmのいずれか、またはその間の任意の値を含む上限値、下限値、または上限値および下限値を有する範囲内であり得る。例えば、マイクロチューブの直径は1μmより大きくてもよい。別の例では、マイクロチューブの直径は100μm未満であってもよい。さらに他の例では、マイクロチューブの直径は、1μmと100μmとの間の範囲内の任意の値であってよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブの直径は、PCBアセンブリ208とヒートプレートとの間に適合して配線されるために10μm未満であることが重要であり得る。 [0073] Each microtube (collectively 218) has a microtube diameter (assuming a circular cross-sectional shape). In some embodiments, the diameter of the microtube is any of 1 μm, 2 μm, 3 μm, 4 μm, 5 μm, 7 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, 100 μm, or any value in between. may be within a range having an upper limit, a lower limit, or an upper limit and a lower limit including. For example, the diameter of the microtube may be greater than 1 μm. In another example, the diameter of the microtube may be less than 100 μm. In yet other examples, the diameter of the microtube may be any value within the range between 1 μm and 100 μm. In some embodiments, it may be important for the microtube diameter to be less than 10 μm in order to fitably route between the PCB assembly 208 and the heat plate.

[0074]いくつかの実施形態では、各マイクロチューブ(集合的に218)は、単一のマイクロチューブ218によって伝達される熱量であるマイクロチューブ熱流束を有し得る。いくつかの実施形態において、マイクロチューブ熱流束は、400W/cm、450W/cm、500W/cm、550W/cm、600W/cm、650W/cm、700W/cm、750W/cm、800W/cm、850W/cm、900W/cm、950W/cm、1,000W/cm、またはその間の任意の値を含む上限値、下限値、または上限値および下限値を有する範囲内であり得る。例えば、マイクロチューブ熱流束は400W/cmより大きくてもよい。別の例では、マイクロチューブ熱流束は1,000W/cm未満であり得る。さらに他の例では、マイクロチューブ熱流束は、400W/cmと1,000W/cmとの間の範囲内の任意の値であってもよい。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリ208を動作温度以下に維持するために、マイクロチューブ熱流束は750W/cmより大きいことが重要であり得る。 [0074] In some embodiments, each microtube (collectively 218) may have a microtube heat flux, which is the amount of heat transferred by a single microtube 218. In some embodiments, the microtube heat flux is 400 W/cm 2 , 450 W/cm 2 , 500 W/cm 2 , 550 W/cm 2 , 600 W/cm 2 , 650 W/cm 2 , 700 W/cm 2 , 750 W/cm 2 cm 2 , 800W/cm 2 , 850W/cm 2 , 900W/cm 2 , 950W/cm 2 , 1,000W/cm 2 , or any value between, an upper limit, a lower limit, or an upper and lower limit. may be within the range of For example, the microtube heat flux may be greater than 400 W/cm 2 . In another example, the microtube heat flux can be less than 1,000 W/ cm2 . In yet other examples, the microtube heat flux may be any value within the range between 400 W/cm 2 and 1,000 W/cm 2 . In some embodiments, it may be important for the microtube heat flux to be greater than 750 W/cm 2 to maintain the PCB assembly 208 below operating temperature.

[0075]熱流束およびマイクロチューブ直径に基づいて、各マイクロチューブ218は、マイクロチューブ直径に基づいて、マイクロチューブ218が有する熱エネルギー量(例えば、ワット)である熱伝達容量を有し得る。いくつかの実施形態では、熱伝達容量は、1ミリワット(mW)、5mW、10mW、25mW、50mW、75mW、100mW、175mW、250mW、500mW、1W、またはその間の任意の値のいずれかを含む上限値、下限値、または上限値および下限値を有する範囲内にあり得る。例えば、熱伝達容量は1mWより大きくてもよい。さらに他の例では、熱伝達容量は1W未満であってもよい。さらに他の例では、熱伝達容量は1mWと1Wの間の範囲内の任意の値であってもよい。一部の実施形態では、熱伝達容量は、PCBアセンブリからヒートプレートに熱を十分に導くために10mWより大きいことが重要であり得る。 [0075] Based on the heat flux and microtube diameter, each microtube 218 may have a heat transfer capacity that is the amount of thermal energy (eg, Watts) that the microtube 218 has based on the microtube diameter. In some embodiments, the heat transfer capacity is an upper limit that includes any of 1 milliwatt (mW), 5 mW, 10 mW, 25 mW, 50 mW, 75 mW, 100 mW, 175 mW, 250 mW, 500 mW, 1 W, or any value therebetween. It can be within a range having a value, a lower limit, or an upper value and a lower limit. For example, the heat transfer capacity may be greater than 1 mW. In yet other examples, the heat transfer capacity may be less than 1W. In yet other examples, the heat transfer capacity may be any value within the range between 1 mW and 1 W. In some embodiments, it may be important for the heat transfer capacity to be greater than 10 mW to sufficiently conduct heat from the PCB assembly to the heat plate.

[0076]いくつかの実施形態では、ヒートプレートは、PCBアセンブリ208と同じ表面積を有してもよい。マイクロチューブ218は、ヒートプレートの表面積全体にわたって均等な空間密度でヒートプレートに接続されてもよい。これは、PCBアセンブリ208によって発生した熱の全体をヒートプレートにわたって均等に広げるのに役立つ場合がある。いくつかの実施形態において、特定のコンピューティング構成要素におけるマイクロチューブ218の空間密度は、コンピューティング構成要素226の熱伝達容量および熱流束に基づいて決定され得る。例えば、コンピューティング構成要素226が2Wの熱を発生し、単一のマイクロチューブ218の熱伝達容量が100mWである場合、コンピューティング構成要素226からヒートプレートに熱を伝達するために、少なくとも20本のマイクロチューブ218がコンピューティング構成要素226に接続される必要がある。 [0076] In some embodiments, the heat plate may have the same surface area as the PCB assembly 208. Microtubes 218 may be connected to the heat plate with an even spatial density across the surface area of the heat plate. This may help spread the entire heat generated by PCB assembly 208 evenly across the heat plate. In some embodiments, the spatial density of microtubes 218 in a particular computing component may be determined based on the heat transfer capacity and heat flux of the computing component 226. For example, if the computing component 226 generates 2W of heat and the heat transfer capacity of a single microtube 218 is 100mW, at least 20 microtubes 218 may be used to transfer heat from the computing component 226 to the heat plate. microtube 218 needs to be connected to computing component 226.

[0077]本明細書で議論されるように、異なるヒートゾーン224は、異なる局所熱流束を有することがある。例えば、メモリコンピューティング構成要素226-2に関連する第2のヒートゾーン224-2は、コアコンピューティング構成要素226-1に関連する第1のヒートゾーン224-1における第1の熱流束よりも低い熱流束を有することがある。放散する熱がより少ないので、第2の複数のマイクロチューブ218-2は、第2の空間密度で、メモリコンピューティング構成要素226-2においてPCBアセンブリ208に接続され得る。第2の空間密度は、第1の複数のマイクロチューブ218-1の第1の空間密度とは異なっていてもよい。示された実施形態では、第2の複数のマイクロチューブ218-2の第2の空間密度は、第1の複数のマイクロチューブ218-1の第1の空間密度よりも小さい。 [0077] As discussed herein, different heat zones 224 may have different local heat fluxes. For example, the second heat zone 224-2 associated with the memory computing component 226-2 has a higher heat flux than the first heat zone 224-1 associated with the core computing component 226-1. May have low heat flux. Because less heat is dissipated, the second plurality of microtubes 218-2 may be connected to the PCB assembly 208 at the memory computing component 226-2 at a second spatial density. The second spatial density may be different from the first spatial density of the first plurality of microtubes 218-1. In the embodiment shown, the second spatial density of the second plurality of microtubes 218-2 is less than the first spatial density of the first plurality of microtubes 218-1.

[0078]いくつかの実施形態では、メモリコンピューティング構成要素226-2に関連する第2のヒートゾーン224-2における第2の熱流束は、PCBアセンブリ208の平均熱流束よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態では、第2の熱流束は、平均熱流束と同じであってもよい。いくつかの実施形態において、第2の熱流束は、平均熱流束よりも大きくてもよいが、第1のヒートゾーン224-1における第1の熱流束よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態において、第2の熱流束は冷却システムを圧倒してもよく、第2の複数のマイクロチューブ218-2は、第2のヒートゾーン224-2において第2の空間密度よりも小さい空間密度でヒートプレートに接続されてもよい。 [0078] In some embodiments, the second heat flux in the second heat zone 224-2 associated with the memory computing component 226-2 may be less than the average heat flux of the PCB assembly 208. . In some embodiments, the second heat flux may be the same as the average heat flux. In some embodiments, the second heat flux may be greater than the average heat flux, but less than the first heat flux in the first heat zone 224-1. In some embodiments, the second heat flux may overwhelm the cooling system such that the second plurality of microtubes 218-2 has a greater than second spatial density in the second heat zone 224-2. It may be connected to the heat plate with a small spatial density.

[0079]いくつかの実施形態では、第2の熱流束は、冷却システムの冷却能力と等しくてもよい。この場合、ヒートプレートにおける第2の複数のマイクロチューブ218-2の空間密度は、第2の空間密度と同じであってもよい(所望であれば、第2の空間密度よりも小さくてもよい)。いくつかの実施形態では、第2の熱流束は、冷却システムの冷却能力よりも小さくてもよい。この場合、ヒートプレートにおける第2の複数のマイクロチューブ218-2の空間密度は、第2の空間密度よりも大きくてもよい。ヒートプレートにおける第2の複数のマイクロチューブの空間密度を増加させることにより、コアコンピューティング構成要素226-1に接続された第1の複数のマイクロチューブ218-1のような、より高い熱流束を有するPCBアセンブリ208の部分に接続されたマイクロチューブのためのヒートプレート上のスペースを確保することができる。これは、コアコンピューティング構成要素226-1によって生成された過剰な熱が、より広い領域にわたって分散されることを可能にし得る。いくつかの実施形態において、これは、PCBアセンブリに関連するヒートプレートの全体にわたる熱流束の均一な分布を可能にし得る。 [0079] In some embodiments, the second heat flux may be equal to the cooling capacity of the cooling system. In this case, the spatial density of the second plurality of microtubes 218-2 in the heat plate may be the same as the second spatial density (and may be less than the second spatial density if desired). ). In some embodiments, the second heat flux may be less than the cooling capacity of the cooling system. In this case, the spatial density of the second plurality of microtubes 218-2 in the heat plate may be greater than the second spatial density. By increasing the spatial density of the second plurality of microtubes in the heat plate, such as the first plurality of microtubes 218-1 connected to the core computing component 226-1, a higher heat flux is achieved. Space can be reserved on the heat plate for the microtubes connected to the portions of the PCB assembly 208 that have. This may allow excess heat generated by core computing component 226-1 to be distributed over a larger area. In some embodiments, this may enable uniform distribution of heat flux throughout the heat plate associated with the PCB assembly.

[0080]いくつかの実施形態では、PCBアセンブリ208の各コンピューティング構成要素226または他のセクションは、ヒートゾーン224を含み得る。例えば、接続コンピューティング構成要素226-3は、第3のヒートゾーン224-3を含んでもよく、システムエージェントコンピューティング構成要素226-4は、第4のヒートゾーン224-4を含んでもよい。第3の複数のマイクロチューブ218-3は、第3の空間密度で接続コンピューティング構成要素226-3に接続されてよく、第4の複数のマイクロチューブ218-4は、第4の空間密度でシステムエージェントコンピューティング構成要素226-4に接続されてよい。いくつかの実施形態では、各ヒートゾーン224は、異なる熱流束を有してもよい。いくつかの実施形態において、第1の複数のマイクロチューブ218-1、第2の複数のマイクロチューブ218-2、第3の複数のマイクロチューブ218-3、および第4の複数のマイクロチューブ218-4のうちの1つまたは複数(全てを含む)は、同じであってよい。いくつかの実施形態では、第1の複数のマイクロチューブ218-1、第2の複数のマイクロチューブ218-2、第3の複数のマイクロチューブ218-3、および第4の複数のマイクロチューブ218-4のうちの1つまたは複数(全てを含む)は、異なっていてもよい。 [0080] In some embodiments, each computing component 226 or other section of PCB assembly 208 may include a heat zone 224. For example, connected computing component 226-3 may include a third heat zone 224-3, and system agent computing component 226-4 may include a fourth heat zone 224-4. The third plurality of microtubes 218-3 may be connected to the connected computing component 226-3 at a third spatial density, and the fourth plurality of microtubes 218-4 may be connected to the connected computing component 226-3 at a fourth spatial density. The system agent computing component 226-4 may be connected to the system agent computing component 226-4. In some embodiments, each heat zone 224 may have a different heat flux. In some embodiments, first plurality of microtubes 218-1, second plurality of microtubes 218-2, third plurality of microtubes 218-3, and fourth plurality of microtubes 218- One or more (inclusive) of 4 may be the same. In some embodiments, first plurality of microtubes 218-1, second plurality of microtubes 218-2, third plurality of microtubes 218-3, and fourth plurality of microtubes 218- One or more (inclusive) of 4 may be different.

[0081]いくつかの実施形態では、同じタイプの異なるコンピューティング構成要素226は、その利用に応じて異なる熱流束を有することがある。例えば、異なるコアコンピューティング構成要素226-1は、その利用に応じて異なる熱流束を有してもよい。いくつかの実施形態において、第1の複数のマイクロチューブ218-1は、コアコンピューティング構成要素226-1によって生成される最大熱流束に基づく第1の空間密度で、コアコンピューティング構成要素226-1に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第1の複数のマイクロチューブ218-1は、各コアの使用目的に基づいて、コアコンピューティング構成要素226-1に接続されてもよい。例えば、PCBアセンブリ208上の異なるコアは、異なるタスクを割り当てられてもよい(例えば、異なる使用目的を有する)。第1のコアは、メモリ管理(例えば、データ記憶および検索)に割り当てられ、第2のコアは、クライアントインターフェース(例えば、GUI対話)に割り当てられる。各コアは、そのコアの発熱に影響を与える異なる利用率を有してもよく、利用率が高いほどコアの発熱が高くなる。いくつかの実施形態では、第1の複数のマイクロチューブ218-1は、所与のコアの予期される使用(したがって予期される熱流束)に基づいて、異なる空間密度で異なるコアに接続してもよい。したがって、オペレータは、PCBアセンブリ208の使用目的に基づいて放熱容量をカスタマイズすることができる。これは、PCBアセンブリ208の設計の柔軟性を増加させ得る。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリ208に接続されたマイクロチューブの空間密度をカスタマイズすることは、PCBアセンブリ208の性能を最適化し、クライアントのコストを削減するのに役立ち得る。 [0081] In some embodiments, different computing components 226 of the same type may have different heat fluxes depending on their utilization. For example, different core computing components 226-1 may have different heat fluxes depending on their usage. In some embodiments, the first plurality of microtubes 218-1 are connected to the core computing component 226-1 at a first spatial density based on the maximum heat flux produced by the core computing component 226-1. 1. In some embodiments, the first plurality of microtubes 218-1 may be connected to core computing components 226-1 based on the intended use of each core. For example, different cores on PCB assembly 208 may be assigned different tasks (eg, have different uses). A first core is assigned to memory management (eg, data storage and retrieval) and a second core is assigned to client interface (eg, GUI interaction). Each core may have a different utilization factor that affects the heat generation of that core, the higher the utilization factor, the higher the heat generation of the core. In some embodiments, the first plurality of microtubes 218-1 connect to different cores at different spatial densities based on the expected use (and thus expected heat flux) of a given core. Good too. Therefore, the operator can customize the heat dissipation capacity based on the intended use of the PCB assembly 208. This may increase flexibility in the design of PCB assembly 208. In some embodiments, customizing the spatial density of microtubes connected to the PCB assembly 208 may help optimize the performance of the PCB assembly 208 and reduce costs for the client.

[0082]図3は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、電子機器冷却システム300の側面図である。電子機器冷却システム300は、ベース310に接続された発熱部品312を有するPCBアセンブリ308を含む。複数のマイクロチューブ318は、第1の端部330においてPCBアセンブリ308に接続され得る。図示の実施形態では、マイクロチューブ318は発熱部品312に接続されている。しかしながら、マイクロチューブ318はベース310に接続されてもよいことが理解されるべきである。 [0082] FIG. 3 is a side view of an electronics cooling system 300, according to at least one embodiment of the present disclosure. Electronics cooling system 300 includes a PCB assembly 308 having heat generating components 312 connected to a base 310. A plurality of microtubes 318 may be connected to the PCB assembly 308 at a first end 330. In the illustrated embodiment, microtube 318 is connected to heat generating component 312 . However, it should be understood that microtube 318 may be connected to base 310.

[0083]いくつかの実施形態では、PCBアセンブリ308(ベース310および発熱部品312を含む)は、PCBアセンブリ308の要素を保護するために、熱伝導性エポキシで被覆されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ318は、PCBアセンブリ308をコーティングする熱伝導性エポキシに接続されてもよい。例えば、マイクロチューブ318は、接着剤で熱伝導性エポキシコーティングに接続されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ318は、熱伝導性エポキシコーティング内に埋め込まれてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ318は、PCBアセンブリ308にエポキシを塗布する前に、接着剤でPCBアセンブリ308に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ318は、PCBアセンブリ308および/またはPCBアセンブリ308上のエポキシの上に付加的に製造されてもよい。 [0083] In some embodiments, the PCB assembly 308 (including the base 310 and heat generating components 312) may be coated with a thermally conductive epoxy to protect the elements of the PCB assembly 308. In some embodiments, microtube 318 may be connected to a thermally conductive epoxy coating PCB assembly 308. For example, microtube 318 may be connected to a thermally conductive epoxy coating with an adhesive. In some embodiments, microtube 318 may be embedded within a thermally conductive epoxy coating. In some embodiments, microtube 318 may be connected to PCB assembly 308 with adhesive prior to applying epoxy to PCB assembly 308. In some embodiments, microtube 318 may be fabricated additively on top of PCB assembly 308 and/or epoxy on PCB assembly 308.

[0084]示された実施形態では、マイクロチューブ318は、第2の端部332でヒートプレート316に接続される。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ318は、ヒートプレート316を被覆する熱伝導性エポキシに埋め込むことができる。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ318は接着剤でヒートプレート316に接続されてもよい。 [0084] In the embodiment shown, microtube 318 is connected to heat plate 316 at second end 332. In some embodiments, microtubes 318 can be embedded in a thermally conductive epoxy that coats heat plate 316. In some embodiments, microtube 318 may be connected to heat plate 316 with an adhesive.

[0085]示された実施形態において、マイクロチューブ318は、第1の空間密度でPCBアセンブリに接続される。マイクロチューブ318は、第1の空間密度よりも小さい第2の空間密度でヒートプレート316に接続される。図示の実施形態では、マイクロチューブ318の少なくとも一部は、発熱部品312に対向するヒートプレート316の一部に接続される。さらに、マイクロチューブ318の少なくとも一部は、発熱部品312から離れた(例えば、対向していない)ヒートプレート316の一部に接続される。マイクロチューブ318の少なくとも一部を、発熱部品から離れたヒートプレート316上の位置に配線することは、発熱部品312からの熱をより広い領域に拡散させるのに役立ち、それによりヒートプレート316における発熱部品312からの熱流束を低減することができる。 [0085] In the embodiment shown, microtubes 318 are connected to the PCB assembly at a first spatial density. Microtubes 318 are connected to heat plate 316 at a second spatial density that is less than the first spatial density. In the illustrated embodiment, at least a portion of microtube 318 is connected to a portion of heat plate 316 opposite heat generating component 312 . Further, at least a portion of the microtube 318 is connected to a portion of the heat plate 316 that is remote from (eg, not facing) the heat generating component 312 . Routing at least a portion of the microtubes 318 to a location on the heat plate 316 away from the heat generating components helps spread the heat from the heat generating components 312 to a wider area, thereby reducing the heat generated on the heat plate 316. Heat flux from component 312 can be reduced.

[0086]図示の実施形態では、マイクロチューブ318は、発熱部品312とヒートプレート316との間で配線される際に、1つまたは複数の屈曲部を含み得る。1つまたは複数の屈曲部は、マイクロチューブ318の各々が発熱部品312および/またはヒートプレート316に接続されるためのスペースを確保するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、マイクロチューブ318は、発熱部品312とヒートプレート316との間をまっすぐに延びていてもよい。 [0086] In the illustrated embodiment, microtube 318 may include one or more bends when routed between heat generating component 312 and heat plate 316. The one or more bends may help provide space for each of the microtubes 318 to be connected to the heat generating component 312 and/or the heat plate 316. In some embodiments, microtube 318 may extend straight between heat generating component 312 and heat plate 316.

[0087]図4は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、電子機器冷却システム400の側面図である。電子機器冷却システム400は、ベース410に接続された発熱部品412を有するPCBアセンブリ408を含む。複数のマイクロチューブ418は、第1の端部430におけるPCBアセンブリ408と第2の端部432におけるヒートプレート416との間に延在することができる。 [0087] FIG. 4 is a side view of an electronics cooling system 400, according to at least one embodiment of the present disclosure. Electronics cooling system 400 includes a PCB assembly 408 having heat generating components 412 connected to a base 410. A plurality of microtubes 418 can extend between PCB assembly 408 at first end 430 and heat plate 416 at second end 432.

[0088]示された実施形態では、発熱部品412の熱流束は、冷却システムの冷却能力以下であってもよい。複数のマイクロチューブ418のPCBアセンブリ408への接続の空間密度は、複数のマイクロチューブ418のヒートプレート416への接続の空間密度と同じであってよい。したがって、第1の端部430は、PCBアセンブリ408とヒートプレート416との間の第2の端部432から直接横切っていてもよい。さらに、マイクロチューブ418は、PCBアセンブリ408とヒートプレート416との間でまっすぐに延びていてもよい。 [0088] In the illustrated embodiment, the heat flux of the heat generating component 412 may be less than or equal to the cooling capacity of the cooling system. The spatial density of connections of the plurality of microtubes 418 to the PCB assembly 408 may be the same as the spatial density of the connections of the plurality of microtubes 418 to the heat plate 416. Accordingly, first end 430 may be directly across from second end 432 between PCB assembly 408 and heat plate 416. Additionally, microtube 418 may extend straight between PCB assembly 408 and heat plate 416.

[0089]図5は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、電子機器冷却システム500の側面図である。電子機器冷却システム500は、ベース510に接続された発熱部品512を有するPCBアセンブリ508を含む。複数のマイクロチューブ518は、PCBアセンブリ508とヒートプレート516との間に延びていてもよい。 [0089] FIG. 5 is a side view of an electronics cooling system 500, according to at least one embodiment of the present disclosure. Electronics cooling system 500 includes a PCB assembly 508 having a heat generating component 512 connected to a base 510. A plurality of microtubes 518 may extend between PCB assembly 508 and heat plate 516.

[0090]示された実施形態では、複数のマイクロチューブ518は、異なる空間密度で発熱部品512に接続される。いくつかの実施形態では、発熱部品512は、第1の熱流束を有する第1のヒートゾーン524-1と、第2の熱流束を有する第2のヒートゾーン524-2と、を含み得る。第1の熱流束は第2の熱流束よりも大きくてもよい。複数のマイクロチューブは、第1のヒートゾーン524-1において第1の空間密度で、および第2のヒートゾーン524-2において第2の空間密度で、発熱部品512に接続されてもよい。第1のヒートゾーン524-1における第1の熱流束は第2のヒートゾーン524-2における第2の熱流束よりも大きいので、第1の空間密度は第2の空間密度よりも大きくなり得る。 [0090] In the embodiment shown, a plurality of microtubes 518 are connected to heat generating component 512 at different spatial densities. In some embodiments, heat generating component 512 may include a first heat zone 524-1 having a first heat flux and a second heat zone 524-2 having a second heat flux. The first heat flux may be greater than the second heat flux. A plurality of microtubes may be connected to the heat generating component 512 at a first spatial density in the first heat zone 524-1 and at a second spatial density in the second heat zone 524-2. The first spatial density may be greater than the second spatial density because the first heat flux in the first heat zone 524-1 is greater than the second heat flux in the second heat zone 524-2. .

[0091]いくつかの実施形態では、複数のマイクロチューブ318の全てが、第3の空間密度でヒートプレート516に接続されてもよい。例えば、第1のヒートゾーン524-1からヒートプレート516まで延びる複数のマイクロチューブ318は、第3の空間密度でヒートプレート516に接続されてもよい。同様に、第2のヒートゾーン524-2からヒートプレート516まで延びる複数のマイクロチューブ318は、第3の空間密度(例えば、同じ空間密度)でヒートプレート516に接続されてもよい。このようにして、熱は、第1のヒートゾーン524-1と第2のヒートゾーン524-2との間の熱流束のいかなる変化にも関係なく、ヒートプレート516全体に均一にまたはほぼ均一に広がり得る。これは、冷却システムの冷却能力よりも大きい(例えば、冷却システムを圧倒する可能性のある)ヒートプレート516上の局所的な熱流束の高い領域(例えば、ホットスポット)を低減または排除するのに役立つ可能性がある。これにより、ドライアウト状態の可能性をさらに低減または排除し、電子機器冷却システム500の有効性を向上することができる。 [0091] In some embodiments, all of the plurality of microtubes 318 may be connected to the heat plate 516 at a third spatial density. For example, a plurality of microtubes 318 extending from first heat zone 524-1 to heat plate 516 may be connected to heat plate 516 at a third spatial density. Similarly, a plurality of microtubes 318 extending from second heat zone 524-2 to heat plate 516 may be connected to heat plate 516 at a third spatial density (eg, the same spatial density). In this way, heat is distributed uniformly or nearly uniformly across heat plate 516, regardless of any change in heat flux between first heat zone 524-1 and second heat zone 524-2. It can spread. This is useful to reduce or eliminate areas of localized high heat flux (e.g., hot spots) on heat plate 516 that are greater than the cooling capacity of the cooling system (e.g., could overwhelm the cooling system). Could be helpful. This may further reduce or eliminate the possibility of dryout conditions and improve the effectiveness of electronics cooling system 500.

[0092]図6は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、電子機器冷却システム600の側面図である。電子機器冷却システム600は、ベース610を含むPCBアセンブリ608を含む。PCBアセンブリ608は、第1の熱流束を有する第1の発熱部品612-1と、第2の熱流束を有する第2の発熱部品612-2と、第3の熱流束を有する第3の発熱部品612-3とを有する。第1の複数のマイクロチューブ618-1は、第1の発熱部品612-1とヒートプレート616との間に延びる。第2の複数のマイクロチューブ618-2は、第2の発熱部品612-2とヒートプレート616との間に延びる。第3の複数のマイクロチューブ618-3は、第3の発熱部品612-3とヒートプレート616との間に延びる。 [0092] FIG. 6 is a side view of an electronics cooling system 600, according to at least one embodiment of the present disclosure. Electronics cooling system 600 includes a PCB assembly 608 that includes a base 610. The PCB assembly 608 includes a first heat generating component 612-1 having a first heat flux, a second heat generating component 612-2 having a second heat flux, and a third heat generating component 612-2 having a third heat flux. It has a part 612-3. The first plurality of microtubes 618-1 extends between the first heat generating component 612-1 and the heat plate 616. A second plurality of microtubes 618-2 extends between second heat generating component 612-2 and heat plate 616. A third plurality of microtubes 618-3 extends between third heat generating component 612-3 and heat plate 616.

[0093]それぞれの熱流束に基づいて、第1、第2、および第3の複数のマイクロチューブ618-1、618-2、618-3は、異なる空間密度でそれぞれの発熱部品612-1、612-2、612-3に接続されてもよい。図示の実施形態では、第1の熱流束は、第2の熱流束および第3の熱流束よりも大きい。第1の熱流束からのより大きな熱量を伝達するために、第1の複数のマイクロチューブ618-1は、第2の複数のマイクロチューブ618-2と第2の発熱部品612-2との間の接続の空間密度、および第3の複数のマイクロチューブ618-3と第3の発熱部品612-3との間の接続の空間密度よりも大きな空間密度で、第1の発熱部品612-1に接続されてもよい。 [0093] Based on their respective heat fluxes, the first, second, and third plurality of microtubes 618-1, 618-2, 618-3 have different spatial densities at respective heat generating components 612-1, 612-2, 612-3. In the illustrated embodiment, the first heat flux is greater than the second heat flux and the third heat flux. To transfer a greater amount of heat from the first heat flux, the first plurality of microtubes 618-1 is inserted between the second plurality of microtubes 618-2 and the second heat generating component 612-2. and the spatial density of connections between the third plurality of microtubes 618-3 and the third heat generating component 612-3. May be connected.

[0094]第1、第2および第3の発熱部品612-1、612-2、612-3によって発生した熱を熱板616全体に均一に広げるために、第1、第2、および第3の複数のマイクロチューブ618-1、618-2、618-3は、第1、第2、および第3の複数のマイクロチューブ618-1、618-2、618-3について同じであるヒートプレート空間密度でヒートプレートに接続されてもよい。これは、ヒートプレート616の冷却能力よりも大きいヒートプレート616の熱流束の局所的なインスタンスを低減および/または除去するのに役立ち得る。 [0094] In order to uniformly spread the heat generated by the first, second, and third heat generating components 612-1, 612-2, and 612-3 throughout the heat plate 616, the first, second, and third heat generating components 612-1, 612-2, and 612-3 The plurality of microtubes 618-1, 618-2, 618-3 have a heat plate space that is the same for the first, second, and third plurality of microtubes 618-1, 618-2, 618-3. may be connected to the heat plate at a density. This may help reduce and/or eliminate local instances of heat flux of heat plate 616 being greater than the cooling capacity of heat plate 616.

[0095]図7は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、電子機器冷却システム700の側面図である。電子機器冷却システム700は、ベース710に接続された発熱部品712を有するPCBアセンブリ708を含む。複数のマイクロチューブ718は、PCBアセンブリ708とヒートプレート716との間に延び得る。 [0095] FIG. 7 is a side view of an electronics cooling system 700, according to at least one embodiment of the present disclosure. Electronics cooling system 700 includes a PCB assembly 708 having heat generating components 712 connected to a base 710. A plurality of microtubes 718 may extend between PCB assembly 708 and heat plate 716.

[0096]PCBアセンブリ708とヒートプレート716は、それらの間に空間734を画定する。マイクロチューブ718は空間734を通って延びる。いくつかの実施形態では、空間734は空であってもよい。別の言い方をすれば、空間734は、空気もしくは真空、または別の熱伝導率の低い要素で満たされていてもよい。いくつかの実施形態では、空間734はスペーサ736で満たされてもよい。いくつかの実施形態では、スペーサ736は、ヒートプレート716および/またはPCBアセンブリ708を、衝撃、揺れ、または他の動きによる損傷からサポートするのに役立ち得る。 [0096] PCB assembly 708 and heat plate 716 define a space 734 therebetween. Microtube 718 extends through space 734. In some embodiments, space 734 may be empty. Stated another way, the space 734 may be filled with air or vacuum, or another element with low thermal conductivity. In some embodiments, space 734 may be filled with spacers 736. In some embodiments, spacer 736 may help support heat plate 716 and/or PCB assembly 708 from damage from shock, shaking, or other movement.

[0097]いくつかの実施形態では、マイクロチューブ718は、スペーサ736に埋め込まれ、および/またはスペーサ736を通って延び得る。スペーサ736およびマイクロチューブ718アセンブリは、予め製作され、後にPCBアセンブリ708とヒートプレート716との間の空間734に挿入されてもよい。マイクロチューブ718を予め決められた位置に配置することによって、スペーサ736およびマイクロチューブ718アセンブリは、電子機器冷却システム700の各セクションに相関するマイクロチューブ718の空間密度を含み得る。例えば、発熱部品712と接触するマイクロチューブ718は、発熱部品712では高い空間密度で間隔を空け、ヒートプレート716では低い空間密度で間隔を空けることができる。スペーサ736をマイクロチューブ718と予め組み立てることにより、製造の容易性を向上することができる。 [0097] In some embodiments, microtube 718 may be embedded in and/or extend through spacer 736. Spacer 736 and microtube 718 assembly may be prefabricated and later inserted into space 734 between PCB assembly 708 and heat plate 716. By placing the microtubes 718 in predetermined locations, the spacer 736 and microtube 718 assembly may include a spatial density of microtubes 718 that correlates to each section of the electronics cooling system 700. For example, the microtubes 718 in contact with the heat generating component 712 can be spaced apart with a high spatial density on the heat generating component 712 and with a low spatial density on the heat plate 716. By pre-assembling spacer 736 with microtube 718, ease of manufacturing can be improved.

[0098]いくつかの実施形態では、スペーサ736は、熱伝導性材料で形成されてもよい。例えば、スペーサ736は、銅および/またはインジウムなどの金属で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、スペーサ736は、炭素ベースの材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、スペーサ736は、マイクロチューブ718が高い局所熱流束を生じさせることなく発熱部品712からヒートプレート716上の特定の位置に優先的に熱を伝導し得るように、マイクロチューブ718よりも低い熱伝導率を有し得る。いくつかの実施形態では、スペーサ736は、低熱伝導性材料で形成され得る。 [0098] In some embodiments, spacer 736 may be formed of a thermally conductive material. For example, spacer 736 may be formed of a metal such as copper and/or indium. In some embodiments, spacer 736 may be formed from a carbon-based material. In some embodiments, spacers 736 connect microtubes such that microtubes 718 can preferentially conduct heat from heat generating components 712 to specific locations on heat plate 716 without creating high local heat flux. 718. In some embodiments, spacer 736 may be formed of a low thermal conductivity material.

[0099]図8は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、電子機器冷却システム800の側面図である。電子機器冷却システム800は、ベース810に接続された発熱部品(集合的に812)を有するPCBアセンブリ808を含む。複数のマイクロチューブ(集合的に818)は、PCBアセンブリ808と1つまたは複数のヒートプレート(集合的に816)との間に延び得る。 [0099] FIG. 8 is a side view of an electronics cooling system 800, according to at least one embodiment of the present disclosure. Electronics cooling system 800 includes a PCB assembly 808 having heat generating components (collectively 812) connected to a base 810. A plurality of microtubes (collectively 818) may extend between PCB assembly 808 and one or more heat plates (collectively 816).

[00100]示された実施形態において、複数のマイクロチューブ818は、PCBアセンブリ808の第1の側の第1のヒートプレート816-1およびPCBアセンブリ808の第2の側の第2のヒートプレート816-2に熱を伝導することができる。いくつかの実施形態では、第2のヒートプレート816-2は、第1のヒートプレート816-1とは反対のPCBアセンブリ808の側に配置されてもよい。発熱部品812からの熱をPCBアセンブリ808の異なる側に伝導することは、冷却システムによって冷却され得るPCBアセンブリ808の平均熱流束を増加させ得る。 [00100] In the embodiment shown, the plurality of microtubes 818 are connected to a first heat plate 816-1 on a first side of PCB assembly 808 and a second heat plate 816-1 on a second side of PCB assembly 808. -2 can conduct heat. In some embodiments, second heat plate 816-2 may be placed on an opposite side of PCB assembly 808 from first heat plate 816-1. Conducting heat from heat generating components 812 to different sides of PCB assembly 808 may increase the average heat flux of PCB assembly 808 that can be cooled by the cooling system.

[00101]示された実施形態において、第1の複数のマイクロチューブ818-1は、第1の発熱部品812-1から第1のヒートプレート816-1まで延び得る。第1の複数のマイクロチューブ818-1の全ては、第1の発熱部品812-1から第1のヒートプレート816-1までの間に延び得る。 [00101] In the embodiment shown, the first plurality of microtubes 818-1 may extend from the first heat generating component 812-1 to the first heat plate 816-1. All of the first plurality of microtubes 818-1 may extend between the first heat generating component 812-1 and the first heat plate 816-1.

[00102]第2の複数のマイクロチューブ(集合的に818-2)は、第2の発熱部品812-2に接続され得る。第2の複数のマイクロチューブ818-2の第1の部分818-2-1は、第2の発熱部品812-2と第1のヒートプレート816-1との間に延び得る。第2の複数のマイクロチューブ818-2の第2の部分818-2-2は、ベース810を通って配線され、第2のヒートプレート816-2まで延びていてもよい。本明細書で議論されるように、マイクロチューブ818は1つまたは複数の屈曲部を含んでいてもよい。したがって、マイクロチューブ818は、PCBアセンブリ808に対して任意の位置に配線されてもよい。 [00102] A second plurality of microtubes (collectively 818-2) may be connected to a second heat generating component 812-2. A first portion 818-2-1 of the second plurality of microtubes 818-2 may extend between the second heat generating component 812-2 and the first heat plate 816-1. A second portion 818-2-2 of the second plurality of microtubes 818-2 may be routed through the base 810 and extend to the second heat plate 816-2. As discussed herein, microtube 818 may include one or more bends. Accordingly, microtube 818 may be routed to any location relative to PCB assembly 808.

[00103]いくつかの実施形態では、ベース810は、ベース810を通って完全に延びるボア838を含み得る。第2のヒートプレート816-2に到達するために、第2のヒートプレート816-2に対する第2の複数のマイクロチューブ818-2の第2の部分818-2-2は、ボア838を通って配線されてもよい。第2の部分818-2-2を第2のヒートプレート816-2まで配線することによって、冷却システムによって冷却され得るPCBアセンブリ808の平均熱流束を増加することができる。 [00103] In some embodiments, base 810 may include a bore 838 that extends completely through base 810. To reach the second heat plate 816-2, the second portion 818-2-2 of the second plurality of microtubes 818-2 for the second heat plate 816-2 passes through the bore 838. May be wired. By routing the second portion 818-2-2 to the second heat plate 816-2, the average heat flux of the PCB assembly 808 that can be cooled by the cooling system can be increased.

[00104]示された実施形態では、第3の複数のマイクロチューブ(集合的に818-2)は、第3の発熱部品812-3に接続されてもよい。第3の複数のマイクロチューブ818-3の第1の部分818-3-1は、第3の発熱部品818-3と第1のヒートプレート816-1との間に延び得る。第3の複数のマイクロチューブ818-3の第2の部分818-3-2は、第3の発熱部品818-3から第2のヒートプレート816-2まで配線されてもよい。図8に示す実施形態は、第2の複数のマイクロチューブ818-2および第3の複数のマイクロチューブ818-3が、第2のヒートプレート816-2に配線される部分を含むことを示しているが、任意の発熱部品812が、ヒートプレート816のいずれか一方または両方に配線されるマイクロチューブ818を含んでもよいことを理解されたい。 [00104] In the embodiment shown, a third plurality of microtubes (collectively 818-2) may be connected to a third heat generating component 812-3. The first portion 818-3-1 of the third plurality of microtubes 818-3 may extend between the third heat generating component 818-3 and the first heat plate 816-1. The second portion 818-3-2 of the third plurality of microtubes 818-3 may be routed from the third heat generating component 818-3 to the second heat plate 816-2. The embodiment shown in FIG. 8 shows that the second plurality of microtubes 818-2 and the third plurality of microtubes 818-3 include portions that are routed to the second heat plate 816-2. However, it should be understood that optional heat generating components 812 may include microtubes 818 routed to either or both heat plates 816.

[00105]第2のヒートプレート816-2に延びる第2の複数のマイクロチューブ818-2の第2の部分818-2-2および/または第2の部分818-3-2の数は、マイクロチューブ818の総数(例えば、第1、第2および第3の複数のマイクロチューブ818-1、818-2、818-3の合計総数)、第1のヒートプレート816-1に伝達される平均熱流束、および冷却システムの冷却能力に基づいてもよい。したがって、第1のヒートプレート816-1に均等に広げられたPCBアセンブリ808の平均熱流束が冷却システムの冷却能力を超える場合、PCBアセンブリ808によって生成された熱の少なくとも一部は、第2のヒートプレート816-2に送られ得る。 [00105] The number of second portions 818-2-2 and/or second portions 818-3-2 of the second plurality of microtubes 818-2 extending to the second heat plate 816-2 is the total number of tubes 818 (e.g., the total total number of first, second, and third plurality of microtubes 818-1, 818-2, 818-3); the average heat flow transferred to first heat plate 816-1; and the cooling capacity of the cooling system. Therefore, if the average heat flux of the PCB assembly 808 evenly spread over the first heat plate 816-1 exceeds the cooling capacity of the cooling system, at least a portion of the heat generated by the PCB assembly 808 will be transferred to the second heat plate 816-1. It can be sent to heat plate 816-2.

[00106]図8に示す実施形態では、第2のヒートプレート816-2はベース810からオフセットされている。いくつかの実施形態では、第2のヒートプレート816-2はベース810に接触および/または付着してもよい。 [00106] In the embodiment shown in FIG. 8, second heat plate 816-2 is offset from base 810. In some embodiments, second heat plate 816-2 may contact and/or adhere to base 810.

[00107]図8に示す実施形態は、PCBアセンブリ808の反対側に位置する第1のヒートプレート816-1および第2のヒートプレート816-2を示すが、第2のヒートプレート816-2および/または他のヒートプレートは、PCBアセンブリ808に対してどこに配置されてもよいことが理解されるべきである。例えば、ヒートプレートは、第1のヒートプレート816-1のページ内および/またはページ外に延びる側に隣接する側などのように、第1のヒートプレート816-1に隣接して配置されてもよい。いくつかの例では、ヒートプレートは、図8に示す第1のヒートプレート816-1の右側または左側に第1のヒートプレート816-1に隣接して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、PCBアセンブリ808の全ての6つの側面は、ヒートプレートによって囲まれてもよく、熱は、1つまたは複数のマイクロチューブ818を使用して、これらのヒートプレートの各々に向けられてもよい。 [00107] The embodiment shown in FIG. 8 shows a first heat plate 816-1 and a second heat plate 816-2 located on opposite sides of the PCB assembly 808, but the second heat plate 816-2 and It should be appreciated that/or other heat plates may be placed anywhere relative to PCB assembly 808. For example, the heat plate may be positioned adjacent to first heat plate 816-1, such as on a side adjacent to an in-page and/or out-of-page extending side of first heat plate 816-1. good. In some examples, the heat plate may be positioned adjacent to the first heat plate 816-1 on the right or left side of the first heat plate 816-1 shown in FIG. In some embodiments, all six sides of PCB assembly 808 may be surrounded by heat plates, and heat is directed to each of these heat plates using one or more microtubes 818. May be directed.

[00108]図9は、本開示の少なくとも1つの実施形態による、冷却システム900の側面図である。冷却システム900は、三次元方向に層状化された第1のPCBアセンブリ908-1および第2のPCBアセンブリ908-2を含む(例えば、第2のPCBアセンブリ908-2は、第1のPCBアセンブリ908-1とヒートプレート916との間に配置されてもよい)。第1のPCBアセンブリ908-1は、第1のセットの発熱部品912-1を含む。第1の複数のマイクロチューブ918-1は、第1のセットの発熱部品912-1とヒートプレート916との間に延びる。 [00108] FIG. 9 is a side view of a cooling system 900, according to at least one embodiment of the present disclosure. The cooling system 900 includes a first PCB assembly 908-1 and a second PCB assembly 908-2 that are layered in three dimensions (e.g., the second PCB assembly 908-2 is layered with the first PCB assembly 908-1 and heat plate 916). The first PCB assembly 908-1 includes a first set of heat generating components 912-1. The first plurality of microtubes 918-1 extends between the first set of heat generating components 912-1 and the heat plate 916.

[00109]第1のPCBアセンブリ908-1は、1つまたは複数のボア938を含むベース910を含む。第2のPCBアセンブリ908-2は、第2のセットの発熱部品912-2を含む。第2の複数のマイクロチューブ918-2は、第2のセットの発熱部品912-2に接続される。第2の複数のマイクロチューブ918-2は、1つまたは複数のボア938を通ってヒートプレート916まで延び得る。したがって、第2のセットの発熱部品912-2によって発生した熱は、第1のPCBアセンブリ908-1を通って配線され得る。 [00109] First PCB assembly 908-1 includes a base 910 that includes one or more bores 938. The second PCB assembly 908-2 includes a second set of heat generating components 912-2. A second plurality of microtubes 918-2 is connected to a second set of heat generating components 912-2. A second plurality of microtubes 918-2 may extend through one or more bores 938 to heat plate 916. Thus, heat generated by the second set of heat generating components 912-2 may be routed through the first PCB assembly 908-1.

[00110]従来、積層されたPCBアセンブリは、PCBアセンブリ上のプロセッサが過熱するため、実装が困難であった。第2の複数のマイクロチューブ918-2を第1のPCBアセンブリ908-1を通して配線することによって、第2のPCBアセンブリ908-2によって発生した熱は、ヒートプレート916によって放散され得る。この方法では、2つ以上のPCBアセンブリ908が垂直に積層され、熱は垂直に積層されたPCBアセンブリのz軸を通して送られ得る。これにより、1つのラックまたはデータセンタに設置できるPCBアセンブリの数を増やすことができる。 [00110] Traditionally, stacked PCB assemblies have been difficult to implement because the processor on the PCB assembly overheats. By routing the second plurality of microtubes 918-2 through the first PCB assembly 908-1, heat generated by the second PCB assembly 908-2 can be dissipated by the heat plate 916. In this method, two or more PCB assemblies 908 are vertically stacked and heat can be directed through the z-axis of the vertically stacked PCB assemblies. This increases the number of PCB assemblies that can be installed in one rack or data center.

[00111]「含む(comprising)」、「含む(including)」、および「有する(having)」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加要素が存在する可能性があることを意味する。さらに、本開示の「一実施形態」または「一実施形態」への言及は、言及された特徴も組み込む追加の実施形態の存在を排除すると解釈されることを意図していないことを理解されたい。例えば、本明細書の一実施形態に関連して記載される任意の要素または特徴は、互換性がある場合、本明細書に記載される任意の他の実施形態の任意の要素または特徴と組み合わせることができる。 [00111] The terms "comprising," "including," and "having" are intended to be inclusive, and there may be additional elements other than those listed. It means there is a possibility. Furthermore, it is to be understood that references to "one embodiment" or "one embodiment" of this disclosure are not intended to be interpreted as excluding the existence of additional embodiments that also incorporate the recited features. . For example, any element or feature described in connection with one embodiment herein may be combined with any element or feature of any other embodiment described herein, where compatible. be able to.

[00112]本明細書に記載される数値、パーセンテージ、比率、または他の値は、本開示の実施形態によって包含される当業者によって理解されるように、その値、および記載される値の「約」または「ほぼ」の他の値も含むことが意図される。したがって、記載された値は、所望の機能を実行しまたは所望の結果を達成するために、少なくとも記載された値に十分に近い値を包含するように十分に広く解釈されるべきである。記載された値には、少なくとも、適切な製造工程または生産工程で予想される変動が含まれ、記載された値の5%以内、1%以内、0.1%以内、または0.01%以内の値が含まれ得る。 [00112] The numerical values, percentages, ratios, or other values described herein are those values, as understood by those of ordinary skill in the art encompassed by the embodiments of this disclosure, and the Other values of "about" or "approximately" are also intended to be included. Accordingly, stated values should be interpreted broadly enough to encompass at least values sufficiently close to the stated value to perform the desired function or achieve the desired result. The stated value includes, at a minimum, the expected variation in appropriate manufacturing or production processes, within 5%, 1%, 0.1%, or 0.01% of the stated value. may contain values.

[00113]当業者であれば、本開示の観点から、等価な構成は本開示の精神および範囲から逸脱せず、本明細書に開示される実施形態に対して、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、および改変を行うことができることを理解すべきである。機能的な「ミーンズプラスファンクション」を含む等価な構成は、同じ方法で動作する構造的等価物、および同じ機能を提供する等価な構造の両方を含め、本明細書に記載された構造を、言及された機能を実行するものとしてカバーすることを意図している。ミーンズプラスファンクションまたは他の機能的クレームを、関連する機能とともに「ミーンズフォー」の語句が現れるクレーム以外のクレームに適用しないことは、本出願人の明確な意図である。特許請求の範囲の意味および範囲に含まれる実施形態に対する各追加、削除、および修正は、特許請求の範囲に包含される。 [00113] Those skilled in the art will appreciate that, in view of this disclosure, equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of this disclosure, and that equivalent constructions for the embodiments disclosed herein do not depart from the spirit and scope of this disclosure. It should be understood that various changes, substitutions, and modifications may be made without departing from this. Functional "means-plus-function" equivalent construction refers to the structures described herein, including both structural equivalents that operate in the same manner, and equivalent structures that provide the same functionality. It is intended to be covered as performing the specified functions. It is Applicant's express intention not to apply means-plus-function or other functional claims to claims other than those in which the phrase "means-for" appears with the associated function. Each addition, deletion, and modification to the embodiments that comes within the meaning and scope of the claims is to be embraced therein.

[00114]本明細書で使用される「ほぼ」、「約」、および「実質的に」という用語は、所望の機能を果たすか、または所望の結果を達成する、記載された量に近い量を表す。例えば、用語「ほぼ」、「約」、および「実質的に」は、記載された量の5%未満、1%未満、0.1%未満、および0.01%未満の範囲内にある量を指す場合がある。さらに、前述の説明におけるあらゆる方向または参照フレームは、単に相対的な方向または動きであることを理解すべきである。例えば、「上へ(up)」および「下へ(down)」、または「上(above)」および「下(below)」への言及は、関連する要素の相対的な位置または動きの単なる説明である。 [00114] As used herein, the terms "approximately," "about," and "substantially" refer to an amount that approximates the recited amount that performs a desired function or achieves a desired result. represents. For example, the terms "approximately," "about," and "substantially" refer to an amount that is within the range of less than 5%, less than 1%, less than 0.1%, and less than 0.01% of the stated amount. It may refer to Furthermore, it should be understood that any directions or frames of reference in the foregoing description are merely relative directions or movements. For example, references to "up" and "down" or "above" and "below" are merely descriptive of the relative position or movement of the elements involved. It is.

[00115]記載された実施形態は、例示的なものであって制限的なものではないと考えられ、本開示は、本明細書において具体的に記載されたもの以外の他の形態で具体化され得る。したがって、本開示の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の意味および同等性の範囲内に入る変更は、その範囲内に包含される。 [00115] The described embodiments are to be considered illustrative and not restrictive, and the present disclosure may be embodied in other forms than specifically described herein. can be done. The scope of the disclosure is, therefore, indicated by the appended claims rather than by the foregoing description. Changes that come within the meaning and range of equivalence of the claims are to be embraced within their scope.

Claims (15)

少なくとも1つの発熱部品を含むプリント回路基板(PCB)アセンブリと、
ヒートプレートを含む冷却システムと、
各々が第1の端部および第2の端部を有する複数のマイクロチューブであって、前記第1の端部は第1の空間密度で前記PCBアセンブリに接続され、前記第2の端部は第2の空間密度で前記ヒートプレートに接続される、複数のマイクロチューブと
を含む電子機器冷却システム。
a printed circuit board (PCB) assembly including at least one heat generating component;
a cooling system including a heat plate;
a plurality of microtubes each having a first end and a second end, the first end being connected to the PCB assembly at a first spatial density, and the second end being connected to the PCB assembly at a first spatial density; a plurality of microtubes connected to the heat plate at a second spatial density.
請求項1に記載のシステムであって、前記第1の空間密度は、前記第2の空間密度より大きい、システム。 2. The system of claim 1, wherein the first spatial density is greater than the second spatial density. 請求項1に記載のシステムであって、前記複数のマイクロチューブは、銅よりも高い熱伝導率を有する、システム。 The system of claim 1, wherein the plurality of microtubes has a higher thermal conductivity than copper. 請求項1に記載のシステムであって、前記複数のマイクロチューブは、アニールされた熱分解グラファイトから形成される、システム。 The system of claim 1, wherein the plurality of microtubes is formed from annealed pyrolytic graphite. 請求項1に記載のシステムであって、前記ヒートプレートは、第1のヒートプレートであり、前記PCBアセンブリの第1の側に配置され、前記PCBアセンブリの第2の側に配置された第2のヒートプレートをさらに含み、前記複数のマイクロチューブの少なくとも一部は、前記PCBアセンブリを通って前記第2のヒートプレートに配線される、システム。 2. The system of claim 1, wherein the heat plate is a first heat plate located on a first side of the PCB assembly and a second heat plate located on a second side of the PCB assembly. a heat plate, wherein at least a portion of the plurality of microtubes are routed through the PCB assembly to the second heat plate. 請求項5に記載のシステムであって、前記複数のマイクロチューブの一部は、前記PCBアセンブリのベース内のボアを通って配線される、システム。 6. The system of claim 5, wherein a portion of the plurality of microtubes is routed through a bore in a base of the PCB assembly. 請求項1に記載のシステムであって、前記複数のマイクロチューブの少なくとも一部は、遠隔位置に配線される、システム。 2. The system of claim 1, wherein at least some of the plurality of microtubes are wired to a remote location. 熱を発生させる手段を含むプリント回路基板(PCB)と、
ヒートプレートを含む冷却システムと、
それぞれが第1の端部および第2の端部を有する複数のマイクロチューブであって、前記第1の端部は前記PCBに接続され、前記第2の端部は前記ヒートプレートに接続される、複数のマイクロチューブと
を含む電子機器冷却システム。
a printed circuit board (PCB) including means for generating heat;
a cooling system including a heat plate;
a plurality of microtubes each having a first end and a second end, the first end being connected to the PCB and the second end being connected to the heat plate. , an electronics cooling system containing multiple microtubes.
請求項8に記載のシステムであって、前記複数のマイクロチューブは、熱を発生させる前記手段に第1の空間密度で接続され、第2の空間密度で前記ヒートプレートに接続され、前記第1の空間密度は前記第2の空間密度より大きい、システム。 9. The system of claim 8, wherein the plurality of microtubes are connected at a first spatial density to the means for generating heat and connected to the heat plate at a second spatial density; wherein the spatial density of is greater than the second spatial density. 請求項8記載のシステムであって、前記PCBは、第1の側と、前記第1の側の反対側の第2の側とを含み、熱を発生させる前記手段は、前記第1の側に配置され、前記ヒートプレートは前記第2の側に配置される、システム。 9. The system of claim 8, wherein the PCB includes a first side and a second side opposite the first side, and the means for generating heat is on the first side. and wherein the heat plate is located on the second side. 請求項8に記載のシステムであって、前記複数のマイクロチューブの少なくとも一部は、遠隔位置に配線される、システム。 9. The system of claim 8, wherein at least some of the plurality of microtubes are wired to a remote location. 電子機器冷却システムであって、
プリント回路基板(PCB)アセンブリであって、
ベースと、
前記ベースに接続された第1の発熱部品であって、第1の熱流束を有する第1の発熱部品と、
前記ベースに接続された第2の発熱部品であって、前記第1の熱流束とは異なる第2の熱流束を有する第2の発熱部品と
を含むPCBアセンブリと、
ヒートプレートを含む冷却システムと、
前記第1の発熱部品から前記ヒートプレートまで延びる第1の複数の熱伝導性マイクロチューブであって、第1の空間密度で前記第1の発熱部品に接続され、ヒートプレート空間密度で前記ヒートプレートに接続される、第1の複数の熱伝導性マイクロチューブと、
前記第2の発熱部品から前記ヒートプレートまで延びる第2の複数の熱伝導性マイクロチューブであって、第2の空間密度で前記第2の発熱部品に接続され、前記ヒートプレート空間密度で前記ヒートプレートに接続される、第2の複数の熱伝導性マイクロチューブと
を含む電子機器冷却システム。
An electronic equipment cooling system,
A printed circuit board (PCB) assembly comprising:
base and
a first heat generating component connected to the base and having a first heat flux;
a second heat generating component connected to the base, the second heat generating component having a second heat flux different from the first heat flux;
a cooling system including a heat plate;
a first plurality of thermally conductive microtubes extending from the first heat generating component to the heat plate, the first plurality of thermally conductive microtubes being connected to the first heat generating component at a first spatial density and connected to the heat plate at a heat plate spatial density; a first plurality of thermally conductive microtubes connected to;
a second plurality of thermally conductive microtubes extending from the second heat-generating component to the heat plate, the second plurality of thermally conductive microtubes being connected to the second heat-generating component at a second spatial density; a second plurality of thermally conductive microtubes connected to the plate.
請求項12に記載のシステムであって、前記ヒートプレート空間密度は、前記第1の空間密度または前記第2の空間密度の少なくとも一方よりも小さい、システム。 13. The system of claim 12, wherein the heat plate spatial density is less than at least one of the first spatial density or the second spatial density. 請求項12に記載のシステムであって、前記第1の発熱部品および前記第2の発熱部品は、異なる使用目的を有するコンピューティング要素である、システム。 13. The system of claim 12, wherein the first heat generating component and the second heat generating component are computing elements with different intended uses. 請求項12に記載のシステムであって、前記PCBアセンブリは第1のPCBアセンブリであり、前記第1のPCBアセンブリと前記ヒートプレートとの間に第2のPCBアセンブリをさらに含み、前記第1の複数の熱伝導性マイクロチューブの少なくとも一部は、前記第1のPCBアセンブリを通って前記ヒートプレートに配線される、システム。 13. The system of claim 12, wherein the PCB assembly is a first PCB assembly, further comprising a second PCB assembly between the first PCB assembly and the heat plate; At least a portion of a plurality of thermally conductive microtubes are routed through the first PCB assembly to the heat plate.
JP2023546526A 2021-02-01 2022-01-20 Thermal conductive microtubes for even distribution of heat flux in cooling systems Pending JP2024506856A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/164,562 US11653475B2 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Thermally conductive microtubes for evenly distributing heat flux on a cooling system
US17/164,562 2021-02-01
PCT/US2022/013030 WO2022164699A1 (en) 2021-02-01 2022-01-20 Thermally conductive microtubes for evenly distributing heat flux on a cooling system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024506856A true JP2024506856A (en) 2024-02-15

Family

ID=80445827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023546526A Pending JP2024506856A (en) 2021-02-01 2022-01-20 Thermal conductive microtubes for even distribution of heat flux in cooling systems

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11653475B2 (en)
EP (1) EP4285697A1 (en)
JP (1) JP2024506856A (en)
KR (1) KR20230134510A (en)
CN (1) CN116784007A (en)
WO (1) WO2022164699A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230403821A1 (en) * 2022-06-14 2023-12-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure Based Phase Immersion Cooling System

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5316080A (en) * 1990-03-30 1994-05-31 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics & Space Administration Heat transfer device
US6407922B1 (en) * 2000-09-29 2002-06-18 Intel Corporation Heat spreader, electronic package including the heat spreader, and methods of manufacturing the heat spreader
DE10324377A1 (en) 2003-05-28 2005-01-05 Infineon Technologies Ag Heat extraction device has nanotube arrangement with nanotubes as material for heat extraction and embedded in embedding material, especially adhesive material
US7109581B2 (en) * 2003-08-25 2006-09-19 Nanoconduction, Inc. System and method using self-assembled nano structures in the design and fabrication of an integrated circuit micro-cooler
JP2005228954A (en) 2004-02-13 2005-08-25 Fujitsu Ltd Heat conduction mechanism, heat dissipation system, and communication apparatus
US7743763B2 (en) * 2007-07-27 2010-06-29 The Boeing Company Structurally isolated thermal interface
CN101826467B (en) * 2009-03-02 2012-01-25 清华大学 Preparation method of thermal interface material
WO2010120564A2 (en) * 2009-03-31 2010-10-21 The Regents Of The University Of Michigan Shaping nanostructure arrays
CN102792441B (en) * 2010-03-12 2016-07-27 富士通株式会社 Radiator structure and manufacture method thereof
EP2763167B1 (en) 2011-09-26 2016-06-29 Fujitsu Limited Heat-dissipating material and method for producing same, and electronic device and method for producing same
US9271427B2 (en) * 2012-11-28 2016-02-23 Hamilton Sundstrand Corporation Flexible thermal transfer strips
JP6398627B2 (en) 2014-11-10 2018-10-03 富士通株式会社 Heat dissipation sheet, method for manufacturing heat dissipation sheet, and method for manufacturing electronic device
CN108473312B (en) * 2015-12-28 2022-02-15 日立造船株式会社 Carbon nanotube composite material and method for producing carbon nanotube composite material
CN108430919B (en) * 2015-12-28 2022-01-28 日立造船株式会社 Carbon nanotube bonding sheet and method for producing carbon nanotube bonding sheet
EP3426747A1 (en) * 2016-03-07 2019-01-16 Carbice Corporation Phase change material-carbon nanotube-metal substrate composites for thermal storage and control of heat generating devices
US10791651B2 (en) 2016-05-31 2020-09-29 Carbice Corporation Carbon nanotube-based thermal interface materials and methods of making and using thereof
JP6711208B2 (en) 2016-08-25 2020-06-17 富士通株式会社 Electronic device and method of manufacturing electronic device
JP6810343B2 (en) * 2016-10-17 2021-01-06 富士通株式会社 Manufacturing method of carbon nanotube structure, heat dissipation sheet and carbon nanotube structure
US11357130B2 (en) * 2020-06-29 2022-06-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Scalable thermal ride-through for immersion-cooled server systems

Also Published As

Publication number Publication date
EP4285697A1 (en) 2023-12-06
US11653475B2 (en) 2023-05-16
KR20230134510A (en) 2023-09-21
CN116784007A (en) 2023-09-19
US20220248557A1 (en) 2022-08-04
WO2022164699A1 (en) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10321609B2 (en) Cooling system and method of cooling electronic device
US10416736B2 (en) Computer system with cooled electric power supply unit
JP5210997B2 (en) COOLING SYSTEM AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME
US8638559B2 (en) User-serviceable liquid DIMM cooling system
EP3636056A1 (en) Hub-link liquid cooling system
JP2007533944A (en) Thermosyphon-based thin cooling system for computers and other electronic equipment
WO2014049805A1 (en) Cooling system and electric device using same
EP1842021A1 (en) Vapor chamber with boiling-enhanced multi-wick structure
KR20100045365A (en) Apparatus and method for facilitating immersion-cooling of an electronic subsystem
EP4030264B1 (en) Systems for cooling electronic components in a sealed computer chassis
JP2024506856A (en) Thermal conductive microtubes for even distribution of heat flux in cooling systems
CN116745907A (en) Submerged cooling system
JP6276959B2 (en) Phase change module and electronic device equipped with the same
Day et al. Liquid cooling technologies for data centers and edge applications
US11910562B2 (en) Localized thermal accelerator in an immersion environment
CN201039655Y (en) Heat radiator structure
EP2661598A1 (en) Cooling system and method for cooling a heat generating unit
CN213811888U (en) Heat pipe heat exchange device and heat exchange system
CN114485230A (en) Heat pipe heat exchange device, heat exchange system and temperature regulation control method
CN216250711U (en) Local cooling structure for surface mount type power electronic device
US20230025921A1 (en) Cold plates and liquid cooling systems for electronic devices
US11700709B2 (en) Redundant module and systems for high density servers
WO2024051230A1 (en) Server and cabinet server
US20230180428A1 (en) High power density server with hybrid thermal management
CN115638675A (en) Water-cooled industrial personal computer